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Die
Erfindung geht aus von einer Wischervorrichtung, insbesondere zum
Wischen von Scheiben an Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Stand der Technik
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Wischervorrichtungen
der gattungsgemäßen Art
sind bekannt. Diese bestehen aus einem Koppelelement, das einen
Wischarm und ein hieran befestigtes Wischblatt aufweist. Das Koppelelement
ist drehbeweglich mit einem Antriebselement und einem Steuerelement
verbunden. Das Antriebselement und das Steuerelement sind hierbei
jeweils als Hebel ausgebildet, der einerseits mit einer Antriebswelle
beziehungsweise einer Steuerwelle drehfest verbunden ist und der
andererseits mit dem Koppelelement über ein Lager drehbeweglich
verbunden ist. Im Lagerbereich sind die Antriebs- beziehungsweise
Steuerelemente und das Koppelelement übereinanderliegend angeordnet
und mittels eines Bolzens verbunden. Der Bolzen ist hierbei durch
eine Lagerbuchse geführt,
die in einer entsprechenden Durchgangsöffnung des Koppelelementes
angeordnet ist. Bei der bekannten Wischervorrichtung ist nachteilig,
daß die axiale
Gesamtlagerhöhe
durch die Höhe
des Koppelelementes bestimmt ist. Da am Kraftfahrzeug nur ein beschränkter Einbauraum
zur Verfügung
steht und das Koppelelement aus Gewichtsgründen nicht beliebig stark gebaut
werden kann, steht nur eine sehr begrenzte axiale Lagerlänge zur
Verfügung.
Hierdurch kann es aufgrund einer relativ hohen Lagerbelastung während des
Einsatzes der Wischervorrichtung zu einem Ausschlagen der Lager
kommen, so daß sich
ein Kippspiel und ein Axialspiel der Lager in unzulässiger Weise
vergrößert. Darüber hinaus
ist die Herstellung der Lager relativ aufwendig, da die Lagerbuchsen
in die Antriebselemente beziehungsweise Steuerelemente, die in der
Regel als Druckgußteile
ausgebildet sind, eingegossen werden müssen.
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Aus
der
DE-A-3222308 ist
eine Kugelgelenkverbindung für
einen Scheibenwischer bekannt, bei der ein Gestängearm mit einer Öffnung vorgesehen ist,
in die ein Fassungsabschnitt derart eingesetzt ist, dass der Lagerbolzen
den Gestängearm
durchgreift und in den Fassungsabschnitt hineinragt.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Wischervorrichtung mit
den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den
Vorteil, daß mittels
einer einfachen Bauform eine große axiale Lagerlänge erzielbar ist.
Dadurch, daß das
Antriebselement und das Steuerelement im Bereich der Lager jeweils
eine Ausformung aufweisen, in die das Koppelelement zumindest teilweise
eingreift, kann die axiale Lagerlänge vergrößert werden, ohne daß sich die
Gesamtbauhöhe
der Wischervorrichtung vergrößert. Durch
die größere axiale
Lagerlänge
wird eine verbesserte Führung
erreicht, die eine optimale Krafteinleitung in das Lager gestattet.
Hierdurch kommt es zu einer geringeren spezifischen Lagerbelastung,
so daß der
Verschleiß des
Lagers vermindert wird. Das Lager neigt nicht mehr zum Ausschlagen,
so daß ein
Kippspiel und ein Axialspiel im wesentlichen vermieden werden. Hierdurch
wird die Gesamtlebensdauer der Lager und somit der gesamten Wischervorrichtung
erheblich verlängert.
Darüber
hinaus kann das Lager durch die größere axiale Lagerlänge eine
größere Kraft
aufnehmen, so daß die
erfindungsgemäße Wischervorrichtung
für eine
höhere
Beschleunigung beziehungsweise einen größeren Hub auslegbar ist. Hierdurch
werden die Wischereigenschaften, insbesondere die mit der Wischervorrichtung
erfaßbare Wischfläche verbessert
beziehungsweise vergrößert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten
Merkmalen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Gesamtansicht einer Wischervorrichtung;
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2 eine
Schnittdarstellung durch einen Lagerbereich in einer ersten Ausführungsvariante;
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3 eine
Schnittdarstellung durch den Lagerbereich einer zweiten Ausführungsvariante;
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4 den
Lagerbereich in einer dritten Ausführungsvariante;
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5 den
Lagerbereich in einer vierten Ausführungsvariante und
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6a bis 6c verschiedene
Ausführungsvarianten
von An triebs- beziehungsweise Steuerelementen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
schematisch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Wischervorrichtung.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird sich nur auf für die Erläuterung
der Erfindung der wesentlichen Teile bezogen, so daß auf den
detaillierten Aufbau nicht näher
eingegangen wird.
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Die
Wischervorrichtung 10 weist ein Koppelelement 12 auf,
das ein Wischarm 14 trägt.
Der Wischarm 14 ist in bekannter Weise klappbar an dem Koppelelement 12 angelenkt
und mittels einer Zugfeder 16 unter Spannung gegen eine
nicht dargestellte Scheibe eines Kraffahrzeugs drückbar. Dem
Koppelelement 12 ist ein Antriebselement 18 und
ein Steuerelement 20 zugeordnet. Das Antriebselement 18 weist
an seinem einen Ende 22 eine Aufnahme 24 für eine Antriebswelle 26 auf.
Die Antriebswelle 26 ist karosseriefest angeordnet. Das
Antriebselement 18 an seinem anderen Ende 28 über ein
Lager 30 drehbeweglich mit dem Koppelelement 12 verbunden.
Auf den konkreten Aufbau des Lagers 30 wird anhand der
nachfolgenden Figuren noch detailliert eingegangen.
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An
dem einen Ende 32 des Steuerelements 20 ist eine
Aufnahme 34 für
eine Steuerwelle 36 angeordnet. Die Steuerwelle 36 ist
ebenfalls karosseriefest angeordnet. An seinem anderen Ende 38 ist das
Steuerelement 20 über
ein Lager 40 drehbeweglich mit dem Koppelelement 12 verbunden.
Der Aufbau des Lagers 40 entspricht dem Aufbau des Lagers 30 und
wird – wie
erwähnt – anhand
der nachfolgenden Figuren noch näher
erläutert.
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Die
in 1 gezeigte Wischervorrichtung 10 übt folgende
Funktionen aus:
Über
ein nicht dargestelltes Antriebsmittel wird die Antriebswelle 26 in
eine reversierende Drehbewegung versetzt. Die hin – und hergehende
Drehbewegung erfolgt – entsprechend
dem Pfeil 42 – im
und entgegen dem Uhrzeigersinn über
einen Winkel von ca. 120°.
Durch die Drehbewegung der Antriebswelle 26 wird das Antriebselement 18,
das drehfest mit der Antriebswelle 26 in seiner Aufnahme 24 verbunden ist,
ebenfalls in eine hin- und hergehende Drehbewegung versetzt. Hierdurch
erfährt
das Koppelelement 12 sowie der hieran befestigte Wischerarm 14 eine Schwenk-Hub-Bewegung,
die durch das Steuerelement 20 bestimmt wird. Entsprechend
des Kurvenverlaufes des Steuerelements 20 wird die Drehbewegung
des Antriebselements 18 in die Schwenk Hub-Bewegung umgesetzt.
Im Rahmen der folgenden Beschreibung soll auf die Funktion im einzelnen nicht
näher eingegangen
werden. Es ist jedoch klar, daß das
Antriebselement 18 sowie das Steuerelement 20 mit
dem Koppelelement 12 über
Lager 30 beziehungsweise 40 drehbeweglich verbunden
sind.
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In
den 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen
der Lager 30 beziehungsweise 40 gezeigt. Die Darstellung
erfolgt jeweils entlang der in 1 gezeigten
Schnittlinie C-C des Lagers 30. Da der Aufbau der Lager 30 und 40 identisch
ist, sollen die Erläuterungen
an dem Lager 30 er folgen, wobei klar ist, daß diese
auch für
das Lager 40 gelten.
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Die
Schnittdarstellung in 2 zeigt eine Teilansicht des
Koppelelementes 12 sowie des Antriebselementes 18.
Das Antriebselement 18 ist aus einem Blechformteil gefertigt,
wobei die Herstellung mittels bekannter Bearbeitungsverfahren, beispielsweise
Stanzverfahren, Biegeverfahren oder Innenhochdruckverfahren erfolgen
kann. An seinem Ende 28 weist das Antriebselement 18 eine
topfförmige Ausformung 44 aus.
Die Ausformung 44 ist in das Antriebselement 18 hineingerichtet,
so daß sich
aus Sicht einer Oberkante 46 eine Vertiefung 48 in
das Antriebselement 18 hinein ergibt. Die Vertiefung 48 ist – in Draufsicht
gesehen – vorzugsweise
kreisförmig
ausgebildet. Die Ausformung 44 weist im Zentrum der Vertiefung 48 eine
Durchgangsöffnung 50 auf.
Die Durchgangsöffnung 50 ist
vorzugsweise als Bohrung mit einer Mittelachse 52 ausgeführt.
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Das
Koppelelement 12 weist im Bereich der Lagerstelle 30 eine
materialmäßige Verdickung 54 auf.
Das Koppelelement 12 ist beispielsweise als Druckgußteil (Aluminiumdruckguß) ausgeführt, so daß die sich
aus der Verdickung 54 ergebende Formgestaltung während der
Herstellung des Koppelelements 12 in einfacher Weise berücksichtigbar
ist. Die Verdickung 54 weist eine im wesentlichen der Vertiefung 48 angepaßte Kontur
auf, so daß ein
unterer Abschluß 56 der
Verdickung 54 zumindest teilweise in die Vertiefung 48 eingreift.
Im Bereich der Verdickung 54 ist eine Durchgangsöffnung 58 im
Koppelelement 12 angeordnet, die vorzugsweise kreisrund
ausgebildet ist. Innerhalb der Durchgangsöffnung 58 ist eine Lagerbuchse 60 angeordnet.
Gemäß dem in
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2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
besteht die Lagerbuchse 60 aus einem in die Durchgangsöffnung 58 eingespritzten
Kunststoffteil. Das Einspritzen der Lagerbuchse 60 kann
mittels allgemein bekannter Verfahren der Spritzgießtechnik
erfolgen. Hierzu kann in die Durchgangsöffnung 58 ein Kern
einer Spritzgießvorrichtung
so eingebracht werden, daß zwischen
diesem Kern und der Durchgangsöffnung 58 ein
Spalt verbleibt, der mit plastifiziertem Kunststoff ausgefüllt wird.
Nach Erhärten
des Kunststoffes wird der Kern herausgenommen, während die ausgeformte Kunststoff-Lagerbuchse 60 in der
Durchgangsöffnung
verbleibt. Die Lagerbuchse 60 sowie die Verdickung 54 weisen
bestimmte Formmerkmale auf, die bezüglich des vorstehend erläuternden
Einspritzvorgangs hier nicht näher
berücksicht
werden. So bildet die Verdickung 54 an ihrem dem Antriebselement 18 zugewandten
Seite eine Ringschulter 62 aus. Die Ringschulter 62 wird
von einem Bund 64 der Lagerbuchse 60 hakenförmig umgriffen,
so daß ein
Formschluß zwischen
der Lagerbuchse 60 und der Verdickung 54 des Koppelelementes 12 entsteht.
Hierdurch wird in Verbindung mit einer weiteren auf der dem Antriebselement 18 abgewandten
Seite des Koppelelementes 12 ebenfalls vorhandene Ringschulter 66 der
Verdickung 54 und eines Bundes 68 der Lagerbuchse 60 eine
axiale Arretierung der Lagerbuchse 60 erreicht. Gleichzeitig kann
durch entsprechende – in 2 nicht
näher dargestellte – Vorsprünge, mit
denen die Lagerbuchse 60 in entsprechende Ausnehmungen
des Koppelelementes 12 eingreift, eine Verdrehsicherung
erreicht werden.
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Der
Bund 64 weist eine Ringnut 70 auf, die zur Aufnahme
eines Dichtungsmittels 72 dient. Durch die Bunde 64 und 68 wird
die axiale Erstreckung der La gerbuchse 60 gegenüber der
axialen Erstreckung der Durchgangsöffnung 58 verlängert. Der
Bund 64 erstreckt sich hierbei in die Vertiefung 48 des
Antriebselementes 18 hinein.
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Die
Montage des Lagers erfolgt mittels eines Bolzens 74, der
einen zylindrischen Grundkörper 75 aufweist.
Eine Mittelachse des Bolzens 74 fällt mit der Mittelachse 52 der
Durchgangsöffnung 50 zusammen.
An dem Grundkörper 75 des
Bolzens 74 ist ein tellerförmiger Flansch 76 ausgebildet,
der in einer Ringstufe 78 der Lagerbuchse 60 angeordnet
ist. Der Flansch 76 stützt
sich hierbei auf einer radial verlaufenden Ringfläche 80 ab.
Die axiale Länge
des Grundkörpers 75 entspricht
der axialen Erstreckung der Lagerbuchse 60. Der Grundkörper 75 geht
in eine zapfenförmige
Verlängerung 82 über, die
sich durch die Durchgangsöffnung 50 des
Antriebselementes 18 hindurch erstreckt. Die axiale Länge der
Verlängerung 82 ist
so gewählt,
daß ein
Kopf 84 der Verlängerung 82 einen
Boden 86 der Ausformung 44 soweit überragt,
daß auch
unter Zwischenschaltung von Justier – beziehungsweise Unterlegscheiben 88 der Kopf 84 für eine mechanische
Arretierung des Bolzens 74 nutzbar ist. Hierzu kann der
Kopf 84 beispielsweise plastisch verformt werden. Eine
weiter – hier
nicht dargestellte – Möglichkeit
besteht darin, den Kopf 84 mit axial wirksamen Arretierungsmitteln, beispielweise
einem Splint oder dergleichen zu versehen.
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Der
Bund 68 der Lagerbuchse 60 bildet weiterhin eine
radial nach außen
offene Ringschulter 90 aus, die zur Aufnahme eines Dichtmittels 92 geeignet ist.
Das Lager 30 ist insgesamt durch eine hier lediglich angedeutete
Kappe 94 nach außen
abgedeckt.
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Die
Kappe 94 erstreckt sich gleichzeitig über das gesamte Koppelelement 12,
so daß gleichzeitig das
Lager 40 in vollkommen analoger Weise abgedeckt ist.
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Durch
den in 2 verdeutlichten erfindungsgemäßen Aufbau des Lagers 30 ergibt
sich, daß die
zur Verfügung
stehende, effektive axiale Lagerlänge sich über die Stärke beziehungsweise die Breite
des Koppelelementes 12 hinaus erstreckt. Dies wird durch
die Verdickung 54, die Lagerbuchse 60 und die
Ausformung 44 erreicht, so daß das Lager 30 sich
bis in die Vertiefung 48 hinein erstreckt. Somit wird bei
gleichbleibenden Außenmaßen, das
heißt, von
Unterkante des Antriebselementes 18 bis zur Oberkante der
Kappe 94 ist gegenüber
dem Stand der Technik eine deutliche Verlängerung der effektiven Lagerlänge erreicht.
Aufgrund der größeren Lagerlänge steht
einerseits eine vergrößerte Lagerfläche zur
Verfügung,
die von der Berührungsfläche, der Mantelfläche des
Grundkörpers 75 und
der Mantelfläche
der Lagerbuchse 60 gebildet wird. Hierdurch ist eine optimale
Krafteinleitung in das Lager 30 möglich, ohne daß eine Überlastung
des Lagers 30 zu befürchten
ist. Ferner wird durch die vergrößerte Länge des
Lagers 30 eine Kippgefahr des Bolzens 74 verringert.
Da das Koppelelement 12 und der daran befestigte Wischarm 14 eine – im Verhältnis zur
Gesamtlänge
des Bolzens 74 gesehen – große Länge aufweisen, muß von dem
Lager 30 beziehungsweise 40, aufgrund einer Hebelwirkung,
eine erhebliche Kraftableitung übernommen
werden. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung
des Lagers 30 wird diese – bei gleichbleibenden äußeren Baumaßen – optimiert,
so daß die
Lager 30 beziehungsweise 40 aufweisende Wischervorrichtung 10 mit
einer größeren Kraft
beauf schlagbar ist. Dies kann beispielsweise zu einer verbesserten
Schwenk-Hub-Bewegung ausgenutzt werden.
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Die
Dichtungsmittel 72 und 92 dienen einer Abdichtung
des Lagers 30 gegenüber äußeren Verschmutzungen,
beispielsweise Regenwasser. Durch die Ausbildung der Lagerbuchse 60 aus
Kunststoff ist darüber
hinaus eine verbesserte Korrisionsbeständigkeit des gesamten Lagers 30 beziehungsweise 40 gegeben.
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In
der 3 ist das Lager 30 in einer weiteren
Ausführungsvariante
gezeigt, wobei der grundsätzliche
Aufbau und die Funktion erhalten bleibt. Teile, die mit denen in 2 übereinstimmen,
sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals
erläutert.
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Gegenüber der
Darstellung in 2 ist die Lagerbuchse 60 als
Metallbuchse ausgeführt,
die in die Durchgangsöffnung 58 der
Verdickung 54 des Koppelelementes 12 eingesetzt
ist. Die Lagerbuchse 60 ist hier als Hohlzylinder 96 ausgebildet,
der aus einem metallischen Material, beispielsweise Messing, besteht.
Der Hohlzylinder 96 weist an seiner dem Antriebselement 18 zugewandten
Seite einen radial nach außen
angeformten Bund 98 auf, der die Verdickung 54 übergreift.
Eine Arretierung des Hohlzylinders 96 erfolgt mittels der
Unterlegscheibe 88, die bei arretiertem Bolzen 74 den
Hohlzylinder 96 in der Durchgangsöffnung 58 festklemmt.
Hierdurch ist die Lagerbuchse 60 gemäß dem in 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ebenfalls axial festgelegt und verdrehsicher angeordnet. Entsprechend
der axialen Erstreckung des Hohlzylinders 96, der sich
zumindest teilweise in die Vertiefung 48 des Antriebs elementes 18 hinein
erstreckt, ergibt sich ebenfalls eine relativ große effektive
axiale Länge
des Lagers 30.
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Eine
Besonderheit der in 3 gezeigten Ausführungsvariante
besteht darin, daß eine
Schulter 100 der Ausformung 44 gleichzeitig als
Dichtsitz für
das Dichtmittel 72 dient.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement 12 ebenfalls
als Blechformteil ausgebildet. Das Koppelelement 12 weist wieder
die Durchgangsöffnung 58 auf,
die gestuft ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 58 geht von einem
durchmessergrößeren Abschnitt 102 über eine
Stufe 104 in einen durchmesserkleineren Abschnitt 106 über. Die
Lagerbuchse 60 wird von dem bereits in 3 gezeigten
Hohlzylinder 96 und einem weiteren Hohlzylinder 110 gebildet.
Der Hohlzylinder 96 ist hierbei in den durchmesserkleineren
Abschnitt 106 der Durchgangsöffnung 58 eingesetzt.
Der durch die Stufe 104 und den durchmessergrößeren Abschnitt 102 der
Durchgangsöffnung 58 gebildete
Ringraum wird durch den Hohlzylinder 110 ausgefüllt, so daß sich zwischen
einer Wandung 112 des Koppelelementes 12 und dem
in dem Hohlzylinder 96 geführten Grundkörper 75 des
Bolzens 74 ein Formschluß ergibt. Der Hohlzylinder 110 bildet
einen radial nach außen
verlaufenden Bund 114 aus. Der Bund 114 liegt
an dem Koppelelement 12 an und dient der Abstützung des
Flansches 76 des Bolzens 74.
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Gemäß dem in 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel
wird eine Lösung
vorgeschlagen, bei der sowohl das Antriebselement 18, das
Steuerelement 20 (1) und das
Koppelelement 12 als Blechformteil ausge bildet sein können. Somit
wird mittels einfacher Biege- beziehungsweise Stanzverfahren die
Herstellung dieser Teile in einfacher Weise möglich. Gleichzeitig wird eine
Gewichtsreduktion erreicht. Darüber
hinaus ist durch die erfindungsgemäß vorgesehene große axiale
Länge des
Lagers 30 beziehungsweise 40 eine große Stabilität und Dauerlauffestigkeit
der gesamten Wischervorrichtung 10 gegeben.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
des Lagers 30 beziehungsweise 40, wobei sich wiederum
auf die bereits erfolgten Erläuterungen
zu 2 bezogen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Lagerbuchse 60 wiederum als Kunststoffspritzteil
ausgebildet. Die Besonderheit der in 5 gezeigten
Ausführungsvariante
besteht darin, daß der
Grundkörper 75 des
Bolzens 74 einen durchmessergrößeren Abschnitt 116 mit
einem Durchmesser d1 und einen durchmesserkleineren Abschnitt 118 mit
einem Durchmesser d2 aufweist. Die Abschnitte 116, 118 gehen über eine
radial verlaufende Ringfläche 120 ineinander über. Entsprechend
der Geometrie des Bolzens 74 ist die Durchgangsöffnung 58 des Koppelelements 12 und
die Lagerbuchse 60 entsprechend angepaßt ausgebildet.
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Durch
die in 5 gezeigte Gestaltung des Bolzens 74 wird
erreicht, daß die
zur Verfügung
stehende axiale Länge
des Lagers 30 sich nochmals erhöht. Die ansonsten von dem Flansch 76 (2)
benötigte
Bauhöhe
des Bolzens 74 wird hier für die effektive Lagerlänge genutzt.
Eine Abstützung
des Bolzens 74 erfolgt mittels der Ringfläche 120.
Durch die größere axiale
Länge des
Lagers 30 steht eine größere Lagerfläche zur
Verfügung,
die von der Umfangsfläche
des Grundkörpers 75 des
Bolzens 74 bestimmt wird.
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In
den 6a bis 6c sind
lediglich der Vollständigkeit
halber die verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten der Aufnahmen 24 beziehungsweise 34 des
Antriebselementes 18 beziehungsweise des Steuerelementes 20 gezeigt.
Es ist jeweils ein Antriebselement 18 gezeigt, das an seinem
Ende 28 die Ausformung 44 aufweist. Gemäß 6a ist
die Aufnahme 24 für
die Antriebswelle 26 als konischer Rändeltopf 122 ausgebildet.
Gemäß 6b besteht die
Aufnahme 24 aus einem tiefgezogenen Konus 124. 6c zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der das Ende 22 des Antriebsmittels 18 Schenkel 126 aufweist,
die zur Fixierung eines Einlegeteiles 128 dienen. Das Einlegeteil 128 kann
beispielsweise aus einem Druckgußteil bestehen. Das Einlegeteil 128 weist
hierbei einen Konus 130 auf, der die Aufnahme 24 für die Antriebswelle 26 bildet.