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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.
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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.
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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 einen Scheibenwischer.
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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 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 Wellen 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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung besteht darin, dass bei einer aufprallweichen Lagerung
einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug, die
mit einem fahrzeugfesten Lagerkörper
und einer scheibenwischerseitig in diesem drehfest angeordneten
Lagerbuchse und mit einer an der Antriebswelle angeordneten Anlageschulter
zur lagerkörperseitigen
Abstützung
der Antriebswelle in axialer Richtung gebildet ist, die Lagerbuchse
bei einer aufprallbedingten Stoßbelastung
bzw. Kraftbeaufschlagung der Antriebswelle gemeinsam mit dieser
in eine Fußgängerschutzposition
in Richtung auf die Fahrzeugkarosserie aufprallenergieverzehrend
verschoben wird. Durch diese Gestaltung der Lagerung 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 Antriebswelle können entfallen bzw. erübrigen sich. Überdies
sind keine weiteren Deformationselemente an den Wischerlagern erforderlich.
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Auf
einfache Weise ist die an der Antriebswelle angeordnete Anlageschulter
durch einen Sprengring gebildet, der in einer an der Antriebswelle ausgebildeten
koaxialen Umfangsnut angeordnet ist. Zwischen der Anlageschulter,
insbesondere also dem Sprengring, und der Lagerbuchse, ist ein Zwischenelement,
vorzugsweise eine Scheibe angeordnet, damit der drehfest an der
Antriebswelle angeordnete Sprengring aus Stahl nicht direkt auf
der Lagerbuchse bzw. dem Lagerkörper
gleitet und Verschleißerscheinungen an diesem verursacht, sondern auf dem
Zwischenkörper.
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Die
Lagerbuchse kann zweiteilig ausgebildet sein, derart, dass scheibenwischerseitig
ein Lagerbuchsenteil und in dem dem Scheibenwischer abgewandten
Endbereich des Lagerkörpers
der andere Lagerbuchsenteil angeordnet ist. Der zwischen diesen
ausgebildete Ringspalt zwischen der Antriebswelle und dem Lagerkörper kann
mit einem Schmiermittel ausgefüllt
sein, das zugleich auch einen Korrosionsschutz bietet.
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Eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lagerung
weist im Innern des Lagerkörpers
eine Druckfeder auf, die zwischen einer am Lagerkörper ausgebildeten
koaxialen Anlageschulter und dem scheibenwischerseitigen Lagerbuchsenteil
angeordnet ist. Bei einer aufprallbedingten Kraftbeaufschlagung
der Antriebswelle in axialer Richtung wird die Lagerbuchse gegen
die Kraft der Druckfeder gemeinsam mit der Antriebswelle in den
Lagerkörper
aufprallenergieverzehrend verschoben. Die Lösung ist reversibel, so dass
die Scheibenwischeranlage nach einem Aufprall wieder einsatzbereit
sein kann.
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Weitere
Ausführungen
weisen eine Sollbruchlinie auf, durch deren aufprallenergieverzehrendes
Aufbrechen im Falle einer aufprallbedingten Stoßbeaufschlagung die Antriebswelle
gemeinsam mit dem scheibenwischerseitigen Lagerbuchsenteil in den
Lagerkörper
verschoben wird. Die Sollbruchlinie kann in einem am Lagerkörper anliegenden
Zwischenelement, insbesondere einer Scheibe, entlang des Grenzbereiches
zwischen diesem und der Lagerbuchse koaxial ausgebildet sein. Bei Überschreiten
einer zulässigen
Axialkraft wird die Scheibe entlang der koaxialen Sollbruchlinie
durchtrennt, und die Lagerbuchse wird mit der Antriebswelle in den
Lagerkörper
gedrückt.
Die Lagerbuchse kann aber auch mit einem Bund versehen sein, der
auf der scheibenwischerseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers aufliegt und
der eine koaxiale Sollbruchlinie entlang des Grenzbereiches zwischen
der Lagerbuchse und dem Lagerkörper
aufweist. Bei Überschreiten
einer zulässigen
Axialkraft reißt
der Bund ab, und die Lagerbuchse wird mit der Antriebswelle in den
Lagerkörper gedrückt.
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Weitere
Ausführungen
sehen vor, dass die Lagerbuchse mit dem Lagerkörper verklebt ist. Bei Überschreiten
einer zulässigen
Axialkraft wird die Klebeverbindung zerstört, so dass die Lagerbuchse mit
der Antriebswelle in den Lagerkörper
gedrückt wird.
Die Verbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Lagerkörper kann
anstelle der Klebeverbindung auch durch wenigstens einen Abreißstift hergestellt sein,
der bei Auftreten einer entsprechenden Axialkraft abgeschert wird.
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Bei
all den vorbeschriebenen Ausführungen ist
an der Antriebswelle eine deformierbare Schutzkappe, vorzugsweise
aus Stahlblech, drehfest und dichtend angeordnet, die den scheibenwischerseitigen
Endbereich des Lagerkörpers
koaxial umschließt.
Diese Schutzkappe schützt
das Antriebswellenlager vor einem direkten Feuchtigkeitseinfluss, insbesondere
vor Spritz- und Regenwasser, aber auch vor Verschmutzung.
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Die
Erfindung wird nahstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In
den ' zugehörigen Zeichnungen
zeigen:
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1: die Lagerung einer Antriebswelle
mit einer Lagerbuchse, die durch eine Druckfeder abgestützt ist,
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2: diese Lagerung, infolge
eines Aufpralls deformiert,
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3: die Lagerung einer Antriebswelle
mit einer Scheibe, die eine Sollbruchstelle aufweist,
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4: diese Lagerung, infolge
eines Aufpralls deformiert,
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5: die Lagerung einer Antriebswelle
mit einer mit einem Bund versehenen Lagerbuchse, die eine Sollbruchstelle
aufweist,
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6: diese Lagerung, infolge
eines Aufpralls deformiert,
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7: die Lagerung einer Antriebswelle
mit einer Klebeverbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Lagerkörper,
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8: diese Lagerung, infolge
eines Aufpralls deformiert,
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9: die Lagerung einer Antriebswelle
mit einem die Lagerbuchse am Lagerkörper fixierenden Abreißstift und
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10: diese Lagerung, infolge
eines Aufpralls deformiert.
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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 4.1/4.2 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 in axialer Richtung auf den Wischerarm 2 zu
arretiert und weist wischerarmseitig eine Anlageschulter 8 auf,
die durch einen radial geschlitzten Sprengring 9 gebildet
ist, der in einer an der Antriebswelle ausgebildeten koaxialen Nut 10 angeordnet
ist. Am Sprengring 9 ist lagerbuchsenseitig eine Scheibe 11 angeordnet,
die auf der Stirnfläche
des wischerarmseitigen Lagerbuchsenteils 4.1 aufliegt.
Dieser Lagerbuchsenteil 4.1 liegt an einer im Innern des
Lagerkörpers 3 angeordneten
und dort an einem Absatz abgestützten Druckfeder 12 an.
Beide Lagerbuchsenteile 4.1 und 4.2 sind jeweils
stirnflächenseitig
gegenüber
der Antriebswelle 1 durch einen O-Ring 13 und 14 abgedichtet.
Durch die Druckfeder 12 und den an der antriebseitigen
Stirnfläche
des Lagerkörpers 3 gleitbar anliegenden
Schwinghebel 7 ist die Antriebswelle 1 in axialer
Richtung fixiert. Der mit dem Sprengring 9 und der Scheibe 11 versehene
wischerarmseitige Bereich der Antriebswelle 1 und der wischerarmseitige
Endbereich des Lagerkörpers 3 sind
durch eine deformierbare Schutzkappe 15 aus Stahlblech
umschlossen, die wischerarmseitig im geringen Abstand zum Sprengring 9 drehfest
und dicht mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. Der untere
Rand der Schutzkappe 15 ist gegen einen an der Stirnfläche des
Lagerkörpers 3 durch
einen Absatz ausgebildeten Rand 17 gerichtet. Der Lagerkörper 3 mit
der Antriebswelle 1 ist im Bereich des Wasserkastens unterhalb
des frontscheibenseitigen Endbereiches einer Fronthaube 16 angeordnet.
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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 12, werden diese durch die Antriebswelle 1 und
den Lagerbuchsenteil 4.1 im Lagerkörper 3 unter Energieabbau
zusammengedrückt und
die Antriebswelle 1 gemeinsam mit dem Lagerbuchsenteil 4.1 axial
in Richtung auf die Fahrzeugkarosserie verschoben. Bei diesem Vorgang
stößt die Schutzkappe 15 mit
ihrem unteren Rand auf den Rand 17 am Lagerkörper 3 und
wird von der Antriebswelle 1 gelöst und ebenfalls deformiert. 2 zeigt die Lagerung nach
einem Aufprall.
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Die
Lagerbuchse 4.1 ist, wie 2 etwas verdeutlicht,
wischerarmseitig mit einem antriebswellenseitigen Ringspalt versehen,
in dem der O-Ring 13 angeordnet ist. Dieser Spalt ist durch
die auf der Stirnfläche
der Lagerbuchse 4.1 anliegende Scheibe 11 verschlossen.
Der O-Ring 13 dichtet die Wischerwelle 1 gegenüber der
Lagerbuchse 4.1 und damit auch gegenüber dem Lagerkörper 3 in
radialer Richtung ab, wobei die Scheibe 11 direkt aufliegt
und deren Innendurchmesser mit dem Nenndurchmesser der Wischerwelle 1 korrespondiert.
Daher ist der Spalt 10 auch in axialer Richtung abgedichtet.
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Die
folgenden Ausführungen
der aufprallweichen Lagerung unterscheiden sich von der vorbeschriebenen
durch die Gestaltung der Anlageschulter der Antriebswelle 1 und
der wischerarmseitigen Lagerbuchse im Lagerkörper 3 und hinsichtlich
deren Zusammenwirkens bei einem Aufprall und werden auch nur insoweit
erläutert.
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Die
Ausführung
nach den 3 und 4 zeigt eine drehfest im
Lagerkörper 3 angeordnete
Lagerbuchse 20, die eine stirnflächen- und antriebswellenseitige
Ringnut 21 aufweist, in der ein dichtender O-Ring angeordnet
ist. Auf der wischerarmseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 3 und
der Lagerbuchse 20 liegt eine Scheibe 22 auf,
die im Zusammenwirken mit dem Sprengring 9 eine antriebswellenseitige
Anlageschulter für
die Lagerbuchse 20 ausbildet. Die Scheibe 22 ist
im Grenzbereich zwischen dem Lagerkörper 3 und der Lagerbuchse 20 mit
einer koaxial ausgebildeten Sollbruchlinie S versehen. Im Falle
eines Aufpralls, bei dem die Antriebswelle 1 durch die Fronthaube 16 axial
stoßartig
belastet wird, wird die Scheibe 22 ebenfalls kraftbeaufschlagt,
die Sollbruchslinie bricht, die Lagerbuchse 20 wird vom
Lagerkörper 3 gelöst und wird
gemeinsam mit der Antriebswelle 1 axial in Richtung auf
die Fahrzeugkarosserie verschoben.
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Im
Unterschied zu der Ausführung
nach 3 weist die Ausführung nach 5 und 6 eine drehfest mit dem Lagerkörper 3 verbundene
Lagerbuchse 30 auf, die mit einem Bund 31 auf
der wischerarmseitigen Stirnfläche
des Lagerkörpers 3 aufliegt.
Dieser Bund 31 ist mit einer koaxial ausgebildeten Sollbruchstelle
S im Grenzbereich zwischen der Lagerbuchse 30 und dem Lagerkörper 3 versehen. Am
Bund 31 und dem dichtenden O-Ring O liegt eine die antriebswellenseitige
Anlageschulter ausbildende Scheibe 32 an, deren Außendurchmesser
dem der Lagerbuchse 30 im Lagerkörper 3 entspricht.
Im Falle eines Aufpralls, bei dem die Antriebswelle 1 durch
die Fronthaube 16 axial stoßartig belastet wird, wird
der Bund über
die Scheibe 32 kraftbeaufschlagt und entlang der Sollbruchlinie
S aufgebrochen. In der Folge wird die Antriebswelle 1 gemeinsam
mit der Lagerbuchse 30 axial in Richtung auf die Fahrzeugkarosserie
in den Lagerkörper 3 hinein
verschoben.
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Bei
der Lagerung nach 7 ist
die Lagerbuchse 40 im Lagerkörper 3 durch eine
Klebeverbindung K drehfest und in axialer Richtung fixiert festgelegt.
Die Antriebswelle 1 liegt mit der durch den Sprengring 9 und
eine Scheibe 41 gebildeten Anlageschulter auf der wischerarmseitigen
Stirnfläche
der Lagerbuchse 40 auf. Im Falle eines Aufpralls analog zu
den vorbeschriebenen Ausführungen
wird die Klebeverbindung gelöst,
und die Antriebswelle 1 wird gemeinsam mit der Lagerbuchse 40 axial
in Richtung auf die Fahrzeugkarosserie in den Lagerkörper 3 hinein
verschoben (8).
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Die
in den 9 und 10 gezeigte Ausführung unterscheidet
sich von der nach 7 lediglich dadurch,
dass die Lagerbuchse 50 durch einen Stift 51 anstelle
einer Klebeverbindung drehfest und in axialer Richtung am Lagerkörper 3 festgelegt
ist. Im Falle eines Aufpralls analog zu den vorbeschriebenen Ausführungen
wird der Stift 51 abgeschert, und die Antriebswelle 1 wird
gemeinsam mit der Lagerbuchse 50 axial in Richtung auf
die Fahrzeugkarosserie in den Lagerkörper 3 hinein verschoben.
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- 1
- Antriebswelle
- 2
- Wischerarm
- 3
- Lagerkörper
- 4.1
- Lagerbuchse
- 4.2
- Lagerbuchse
- 5
- Befestigungslasche
- 6
- Befestigungselement
- 7
- Schwinghebel
- 8
- Anlageschulter
- 9
- Sprengring
- 10
- Nut
- 11
- Scheibe
- 12
- Druckfeder
- 13
- O-Ring
- 14
- O-Ring
- 15
- Schutzkappe
- 16
- Fronthaube
- 17
- Rand
- 20
- Lagerbuchse
- 21
- Ringnut
- 22
- Scheibe
- 30
- Lagerbuchse
- 31
- Bund
- 32
- Scheibe
- 40
- Lagerbuchse
- 41
- Scheibe
- 50
- Lagerbuchse
- 51
- Stift
- S
- Sollbruchstelle
- K
- Klebeverbindung
- O
- O-Ring