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Spannvorrichtung zur Befestigung des Scheibenwischers Die Erfindung
betrifft eine Spannvorrichtung zur Befestigung des Scheibenwischers auf der Schwenkwelle
mit einem durch eine Mutter anzuziehenden, durch Keilwirkung eine Klemmwirkung zwischen
Schwenkwelle und Wischerarm herbeiführenden Glied, und zwar wird die Klemmverbindung
durch voneinander unabhängige, lose um die Schwenkwelle angeordnete, außen zylindrische
Segmente oder Backen erzielt, die für sich radial verstellbar sind und oben und
unten kegelige Abschrägungen für den Angriff einer kegelförmigen Schulter der Schwenkwelle
und der ihr gegenübersitzenden, kegelförmig zulaufenden Klemmutter haben. Der Befestigungskopf
besteht dabei vorteilhaft aus Spritzguß mit einem Käfig für die Segmente aus im
Verhältnis zu ihm härterem Werkstoff. Der äußere Umfang des Käfigs kann in an sich
bekannter Weise gezahnt sein, um mit der Kammer des Befestigungskopfes an deren
Wandung in festen Eingriff .zu kommen. Der Käfig hat am unteren Ende einen nach
innen vorspringenden Halteflansch für die Segmente oder Backen.
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Bei früheren Scheibenwischern war der Wischerarm mit der hin- und
hergehenden Welle auf verschiedene Art verbunden. Zunächst wurde eine einfache Reibungsverbindung,
etwa durch eine auf die Antriebswelle aufgeschraubte Mutter, gewählt, um den Arm
gegen eine Schulter an der Welle zu pressen. Diese Befestigungsart ermöglichte jedoch
wegen der geringen vorhandenen Berührungsflächen ein Durchrutschen. Eine frühere
Veröffentlichung (britisches Patent 672 698) zeigt eine zwangläufige Verriegelung
zwischen der Schulter einer Welle, bei der eine Spannvorrichtung mit der Welle aus
einem Stück besteht und auf ihrem Umfang Vorrichtungen hat, um eine zwangläufige
Verbindung mit dem Kopf des Wischerarmes herbeizuführen. Für die Einstellbarkeit
des Armes auf der Welle ist aber eine feinere Kalibrierung erforderlich.
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Vorher wurde schon ein auf einer Seite geschlitzter, konischer Federring
benutzt, der zwischen dem Kopf des Wischerarmes und der Welle eingekeilt wurde,
um eine stufenlose Einstellung zu ermöglichen. Aber die einzige Kupplungswirkung
durch Ausdehnung wurde an den Enden der Spannvorrichtung erzielt, die neben dem
Schlitz oder Spalt des Federringes liegen. Der Ringteil war gegenüber diesem Schlitz
unter der Wirkung des axialen Druckes weniger nachgiebig und bot daher auf der Welle
keinen Halt. Danach fand eine Vorrichtung Anwendung, bei der einschneidende Kanten
benutzt werden, die sich in die Oberfläche der Kupplung einfraßen und sie beschädigten
und verformten, so daß dann keine Möglichkeit einer genauen
Weiter ist eine Einrichtung zum Befestigen eines Scheibenwischerarmes auf der Schwenkwelle
mittels einer Spannzange bekanntgeworden, die nicht nur mit einem Längsschlitz versehen
ist, sondern eine Anzahl Schlitze aufweist, die von beiden Stirnseiten her bis etwas
über die halbe Länge der Spannzange reichen und gegeneinander im Umfangsrichtung
versetzt sind. Dadurch soll eine größere Anzahl von Flächenberührungen mit der umfaßten
Achse und entsprechend eine bessere Haftung .entstehen, die noch dadurch verstärkt
werden soll, daß die Spannzange eine Innenrändelung aufweist. Die Spannzange sitzt
in der konischen Bohrung des Wischerarmes und wird mittels einer Schraube festgezogen.
Die Verteilung des Anpreßdrucks durch die Backen ist bei dieser bekannten Einrichtung
jedoch noch nicht so gleichmäßig, wie es wünschenswert ist, und außerdem müssen
bei Schwenkwellen unterschiedlicher Stärke die Spannzangen ausgewechselt werden.
Eine andere Vorveröffentlichung schlägt eine Spannvorrichtung zum Befestigen des
Scheibenwischers auf der Schwenkwelle mittels einer Buchse mit Umfangszahnung vor,
die in eine Bohrung des Befestigungskopfes eingesetzt wird. In eine am oberen Ende
kegelförmig zulaufende Innenbohrung der Buchse wird eine Welle eingeführt und mittels
einer Mutter und einer geschlitzten kegeligen Hülse darin festgeklemmt. Die Klemmverbindung
wird in diesem Fall lediglich durch die sich in ihrem unteren Teil spreizende Buchse
erzielt, so daß keine unbedingt sichere und den Anpreßdruok
ganz
gleichmäßig verteilende Klemmverbindung erreicht werden kann.
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Wischerarmkupplungen mit stufenloser Einstellmöglichkeit der Arme
auf den Wellen sind wünschenswert, doch müssen die Kupplungsoberflächen glatt sein,
damit der Arm in seiner zweckmäßigen Stellung eingespannt werden kann, wenn diese
ermittelt ist. Eine Reibungskupplung könnte hierfür verwendet werden, doch ist ihre
Kupplungswirkung nur sehr beschränkt, wie bereits erwähnt wurde. Die Einführung
der stark gekrümmten Windschutzscheiben machte längere und schwerere Wischerarme
und Wischerblätter notwendig und überlastete damit die normale Spannkupplung wegen
der ihr innewohnenden Beschränkungen. Die Einstellung und erneute Einstellung muß
möglich sein, ohne daß die Oberflächen beschädigt und zerkratzt werden. Die Kupplungsflächen
müssen vielmehr jederzeit glatt bleiben, damit der Scheibenwischer in seiner Ruhestellung
längs der Unterkante der Windschutzscheibe eingestellt werden kann.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine solche Wischerarmkupplung
zu schaffen, die unbedingt sicher ist, d. h. eine Kupplung, die vornehmlich für
solche Wischeinrichtungen geeignet ist, deren Schwenkwellen mit ausgekehlten Schultern
versehen sind und bei denen eine stufenlose Einstellung möglich wird. Die angestrebte
stufenlose Einstellung ist in einfacher Weise durch einen glatten und die Oberfläche
nicht beschädigenden Eingriff der Berührungsflächen erreichbar, so daß die Teile
gegeneinander um kleinste Abstände so oft wie erforderlich hin- und herbewegt werden
können, und zwar ebensogut für die anfängliche wie die erneute Einstellung. Da die
Flächen der Kupplungsteile nicht beschädigt werden, ist auch auf die Dauer jede
Feineinstellung möglich. Jedes Segment des sich spreizenden Kupplungsteils legt
sich an die entsprechende Oberfläche der wirksamen Flächen an, um sich mit ihr durch
eine Bewegung zu verklemmen, die im wesentlichen in einer geradlinigen, radialen
Richtung um einen gemeinsamen Mittelpunkt erfolgt.
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Die Reibungssegmente stellen eine im wesentlichen ununterbrochene
kreisförmige Fläche dar, die axial einer Keilwirkung unterliegt, wobei die Kupplungsteile
gleichmäßig radial nach auswärts gedrückt werden und die Vorrichtung gleichzeitig
eine begrenzte axiale Verschiebung erfährt, um sich frei einzustellen und eine Klemmverbindung
zu bewirken, die völlig durch den Druck der Segmentteile auf die umgebende Kammerwandung
oder den Futterring erzielt wird. Auf diese Weise wird eine doppelte Keilwirkung
auf die Reibungssegmente hervorgebracht, so daß diese eine gleichmäßige radiale
Bewegung machen.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig. 1 eine
Ansicht des Scheibenwischerarmes in seiner Arbeitsstellung auf einer Windschutzscheibe,
Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf den verbesserten Scheibenwischerarm, Fig. 3
eine Längsschnittansicht entlang der Linie III-111 der Fig. 2, wobei die Schwingwelle
in Seitenansicht und die Kupplungsteile in Arbeitsstellung gezeigt sind, Fig. 4
eine ähnliche Ansicht, bei der jedoch die Kupplungsteile in ihrer Ruhestellung gezeigt
sind und der Arm von der Schulter der Welle abgezogen ist, und Fig. 5 eine auseinandergezogene
Darstellung der Armteile. Mit 1 ist eine gewölbte Windschutzscheibe mit einem sich
der Oberfläche anpassenden biegsamen Scheibenwischer 2 bezeichnet, der durch einen
Arm 3 auf der Windschutzscheibe gehalten wird. Der Arm 3 ist an einer hin- und herpendelnden
Welle 4 befestigt, die ihrerseits in einer Armatur 5 auf der Windhaube 6 an der
Unterseite der Windschutzscheibe gelagert ist. Die Welle 4 ist an ihrem äußeren
Ende bei 7 mit Gewinde versehen, und am Ende des Gewindes befindet sich nach innen
zu eine konische Schulter B. Diese Ausbildung der Welle ist bei den heutigen elektrisch
angetriebenen Scheibenwischern üblich. Der Arm 3 ist gelenkig, und sein äußeres,
den Scheibenwischer tragendes Ende ist durch einen Stift 9 mit einem Spritzguß-Befestigungskopf
10 gelenkig verbunden.
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Der Befestigungskopf 10 hat eine Aufnahmeöffnung für die Welle in
Form einer Kupplungskammer oder Tülle 11, in der eine spreizbare Kupplungsvorrichtung
angeordnet ist. Diese Kupplungsvorrichtung besteht aus mehreren Klemmsegmenten oder
Backen 12, die lose um die Welle zu voneinander unabhängiger radialer Bewegung angeordnet
sind. Die Tülle 11 öffnet sich auf die Schulter 8 zu, um ein trommelartiges, als
Käfig bezeichnetes Einsatzstück 13 aus Stahl oder einem anderen Material aufzunehmen,
so daß die darum herumliegende Spritzgußtüllenwandung zusätzlich gestützt wird,
da diese Wandung unter Spannung kalt fließen kann. Das frei liegende Ende des Käfigs
ist nach innen umgebördelt, um einen Halteflansch 14 zu bilden, der die Segmente
12 gegen eine unzulässige Verschiebung hält.
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Ein Druckteil in Form einer Klemmutter 15 ist durch eine Öffnung 16
in der Bodenwandung der Tülle 11 einführbar. Die Öffnung liegt koaxial zur Kupplungskammer.
Wenn der Befestigungskopf auf das Ende der Welle gesteckt wird, tritt diese zunächst
in die spreizbare Kupplungseinheit ein und dann in die Öffnung 16, so daß das Gewinde
zur Aufnahme der Mutter daraus herausragt. Die Mutter ist mit einer überstehenden
Schulter 17 versehen, die die äußere Fläche des Befestigungskopfes überlappt und
genügend Spielraum zum richtigen Funktionieren haben muß. Das innere Ende der Mutter
15 ist mit einer konischen oder verjüngten Nase 18 versehen, die so angeordnet ist,
daß sie in eine Reihe von abgeschrägten Sitzen 19
an den inneren Enden der
Klemmsegmente 12 angreift, um sie auseinander und gegen die innere Fläche 25 des
Käfigs zu drücken. Die Außenflächen dieses Stahleinsatzstückes sind gezahnt oder
gekehlt, wie bei 20
gezeigt, um mit der darum herumliegenden Spritzgußwandung
der Tülle in festen Eingriff zu kommen, wenn das Einsatzstück im Preßsitz in den
Spritzgußteil eingepreßt wird. Die äußeren Enden der Segmente 12 sind ebenfalls
mit abgeschrägten Flächen 21 versehen, die so beschaffen sind, daß sie sich auf
die verjüngte Schulter 8 aufsetzen und einen nach auswärts gerichteten Druck auf
die Segmente ausüben. Auf diese Weise werden die Klemmsegmente gemeinsam durch eine
doppelte Keilwirkung betätigt, so daß sie eine gleichmäßige radiale Bewegung durchführen
und einen festen Kupplungsgriff am Käfig bewirken.
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Durch diese Bauweise ist eine wirksame Fläche der Kupplungseinheit
so wesentlich vergrößert, um die Belastung durch einen schweren Scheibenwischerarm
mit schwerem Scheibenwischerblatt aushalten zu können. Ein ausgeglichenes Anpressen
der Klemmsegmente wird dann dadurch erreicht, daß die Nase 18 gegen die inneren
Seiten der Segmente drückt.
Ein geschlitzter Ring 22 ist in eine
ringsherum laufende Nut 23 im inneren Ende der Mutter eingesetzt, um ein zufälliges
Lösen der Mutter vom Befestigungskopf zu verhüten. Dieser Verriegelungsring dient
ferner als eine innere Schulter, die sich an die Bodenwandung der Tülle anlegt und
eine Kraft auf den Wischerarm axial zur Welle ausübt, um ihn mit den Segmenten von
der gezahnten Schulter 8 abzuheben, wenn die Mutter abgeschraubt wird.
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Zum Betrieb wird der Arm auf die Antriebswelle aufgebracht, indem
der Befestigungskopf mit der darin befindlichen dehnbaren Kupplungseinheit über
das mit Gewinde versehene Ende der Welle geschoben wird, um die gezahnten Flächen
21 der Klemmsegmente mit den Verzahnungen der Schulter in Verriegelung zu bringen.
Dadurch wird eine zwangschlüssige Verbindung zwischen den Kupplungselementen und
der Welle erzielt und gegen Drehen verriegelt, während die Mutter auf das Gewinde
7 der Welle aufgeschraubt und angezogen wird, um die Segmente gegen die umgebende
Tüllenwandung zu pressen.
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Wenn der Arm auf seiner Welle eingestellt werden soll, um das Scheibenwischerblatt
in die richtige Ruhestellung zu bringen, dann ist es nur notwendig, die Mutter leicht
zu lösen, um die Kupplungsverbindung zwischen den wirksamen Flächen 24 und 25 aufzuheben,
worauf der Arm um die Achse der Welle in seine richtige Stellung gebracht werden
kann. Dann wird die Mutter wieder festgezogen.
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Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung greifen die einander gegenüberliegenden
schrägen Flächen der Wellenschulter und der Mutter an den beiden schrägen Innenflächen
19 und 21 der gegenüberliegenden Enden der Segmente an, um die Kupplung in ihre
Arbeitsstellung auseinanderzudrücken. Die Anzahl der verwendeten Klemmsegmente kann
abgewandelt werden. Das Befestigen des Armes erfolgt ohne Beschädigung der Antriebswelle
oder Kupplungsflächen, wobei trotz größeren Hebelarmes ein nicht gleitender Reibungsgriff
erzielt wird. Diese Kupp-Jung ist einfach und sparsam und ist sehr wirksam, um die
einmal durchgeführte Einstellung aufrechtzuerhalten. Sie ist vorteilhafter als die
Klemmverbindung mit einem geschlitzten Ring, bei dem jedes Ende unterschiedlich
fest sitzt und locker werden kann.