DE19747857A1

DE19747857A1 - Wischarm für einen Scheibenwischer

Info

Publication number: DE19747857A1
Application number: DE19747857A
Authority: DE
Inventors: Kurt Muehlpforte; Jan Dr Dietrich; Frank Katzenmeier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-06
Also published as: WO1999022970A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wischarm für einen Scheiben wischer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Scheibenwischer besitzen einen Wischarm, der aus ei nem Befestigungsteil und einem daran angelenkten Gelenkteil mit einer Wischstange aufgebaut ist. Ferner haben sie ein Wischblatt, das aus einem Tragbügelsystem mit einem überge ordneten Mittelbügel und gelenkig verbundenen, untergeordne ten Zwischenbügeln sowie Krallenbügeln und aus einer Wisch leiste aufgebaut ist. Das Wischblatt ist am Wischarm ange lenkt, indem ein hakenförmiges Ende der Wischstange ein La gerteil hält, das zwischen zwei Seitenwangen des Mittelbügels angeordnet ist und mit einer über einen Umfangsbereich offe nen Nabe einen Gelenkbolzen des Mittelbügels umfaßt. Das so gebildete Gelenk führt das Wischblatt während der Schwenkbe wegung über die Scheibe, wobei das Gelenk und das Tragbügel system ermöglichen, daß sich die Wischleiste einer Wölbung der Scheibe anpassen kann. Das Wischblatt wird mittels einer Zugfeder, die im Gelenkteil untergebracht ist und sich mit einem Ende am Gelenkteil und mit ihrem anderen Ende über ei nen c-förmigen Bügel am Befestigungsteil abstützt, gegen die Scheibe gedrückt.

Das Befestigungsteil ist in der Regel aus Aluminium oder Zinkdruckguß hergestellt und in seinem Kopf und Konusbereich weitgehend massiv ausgeführt. Ein mittlerer Bereich des Befe stigungsteils hat einen zur Fahrzeugscheibe hin offenen, u-förmigen Querschnitt mit Versteifungsrippen. Der c-förmige Bügel wird an einem zylindrischen Querstift eingehängt.

Es werden auch Befestigungsteile verwendet, die als Stanz-Biegeteile ausgeführt sind. Auch sie haben einen zur Scheibe hin offenen u-förmigen Querschnitt. Sie sind weniger torsionssteif als die aufwendigeren Druckgußausführungen. Ferner verursachen die Kanten an der offenen Seite des u-förmigen Profils Windgeräusche.

Aus der EP 0 584 018 A1 ist ein Befestigungsteil aus Kunst stoff bekannt. Um die Kräfte und Momente von einer Antriebs welle auf den Wischarm zu übertragen, ohne unzulässige Defor mationen im elastischen und/oder plastischen Bereich in Kauf nehmen zu müssen, besitzt das Befestigungsteil eingegossene Verstärkungselemente aus Metall. Diese verteuern die Ferti gung, insbesondere wenn sie für langgestreckte Bauteile, wie z. B. Gelenkteile oder Wischstangen eine entsprechende Torsi ons- und Biegesteifigkeit aufweisen müssen.

In der Regel werden die Gelenkteile als Stanz-Biegeteile mit einem zur Scheibe hin offenen u-förmigen Profil hergestellt. Ein vorderer Bereich umlappt die Wischstange, auf deren einen Seite sich eine Federeinhängung und auf der anderen Seite ein gebogener Haken zum Fixieren des Wischblatts befindet. Die Wischstange ist aus massivem Material gebogen. Die Formstei figkeit des Gelenkteils sowie der Wischstange ist gering, so daß die Querschnittsflächen ausreichend dimensioniert werden müssen, um die erforderliche Torsionssteifigkeit zu errei chen. Außerdem erzeugen auch hier die offen U-Profile Windge räusche.

Es sind auch Gelenkteile mit einstückig angeformten Wisch stangen aus Kunststoff auf dem Markt, die ein zur Scheibe hin offenes, u-förmiges Querschnittsprofil aufweisen. Um die ge ringe Biege- und Torsionssteifigkeit von Kunststoff zu kom pensieren, sind die Querschnitte und Materialstärken entspre chend groß dimensioniert und beeinträchtigen die Sicht des Fahrers. Außerdem erzeugen die hohen, offenen Profile Windge räusche. Sie werden daher in der Regel als Heckscheibenwi scher an Fahrzeugen eingesetzt, wo Geräuschentwicklung durch den Fahrtwind und die Sichtbehinderung weniger kritisch sind.

Es ist aus Erhard, Günter "Konstruieren mit Kunststoffen", Hansa Verlag, ISBN Nr. 3/446/17397/8 ein Verfahren zum Umfor men von Halbzeugen aus thermoplastischem Kunststoffen zu Werkstücken mit Hohlprofilen bekannt. Bei diesem Verfahren, wird Gas, z. B. Stickstoff, unter hohem Druck gezielt in eine geteilte Werkzeugform eingeblasen, in der sich das Halbzeug aus Kunststoff befindet. Der hohe Gasdruck drückt den Kunst stoff an die Innenkontur der Werkzeugform, der nach dem Ab kühlen die aufgeprägte Form beibehält. So lassen sich komple xe Formen gestalten. Das gezielte Einblasen kann im Angußbe reich oder an anderen Stellen der Werkzeugform erfolgen.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß weist mindestens das Gelenkteil, zweckmäßi gerweise aber auch die einstückig an dieses angeformte Wisch stange, mindestens teilweise ein Hohlprofil auf. Das Hohlpro fil gibt dem Gelenkteil und der Wischstange eine größere Tor sions- und Biegesteifigkeit, so daß die Wandstärke und der Profilquerschnitt gegenüber offenen Profilen bei gleicher Steifigkeit reduziert werden können. Die größere Torsions steifigkeit ist entscheidend für die Funktion des gesamten Wischsystems, da Verformungen des Wischarms durch Torsion sich unmittelbar auf den Anstellwinkel des Wischblatts zur Scheibe auswirken und zu einem verschlechterten Umlegeverhal ten des Wischgummis führen können, wodurch unter anderem in folge von Rattern Geräusche auftreten und das Wischergebnis verschlechtert werden kann.

Kleinere Querschnitte und geringere, der jeweiligen örtlichen Belastung angepaßte Materialstärken bedeuten weniger Materi aleinsatz, geringeres Gewicht und eine bessere Sicht. Ferner umströmt der Fahrtwind die geschlossenen, flach gehaltenen Profile günstiger, so daß die Windgeräusche deutlich redu ziert sind. Außerdem können die Querschnitte der Profile strömungsgünstig gestaltet und bezüglich der Windgeräusche und der Anpreßkraft des Wischblatts durch den Fahrtwind an die Scheibe optimiert werden. Schließlich werden durch die Hohlprofile scharfe Kanten weitgehend vermieden und damit ei ne Verletzungsgefahr praktisch ausgeschlossen.

Das Hohlprofil wird zweckmäßigerweise mit einem Gas-Innen druck-Umformverfahren hergestellt, und zwar indem ein erwärmtes Rohrstück aus thermoplastischem Kunststoff in eine geteilte, beheizbare Werkzeugform gelegt wird und die Rohren den geschlossen werden, z. B. indem man die Werkzeugform schließt. Danach führt man über die Anschlußstücke gezielt Gas, z. B. Stickstoff zu, so daß die Innenkontur der Werkzeug form mit den Hohlräumen für das Gelenkteil und die Wischstan ge durch den Druckaufbau ausgeformt wird. Anschließend wird das abgekühlte Gelenkteil aus der Werkzeugform entnommen. Mit diesem Verfahren lassen sich in einfacher Weise die unter schiedlichsten Profile sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung herstellen, die den entsprechend dem Einsatzfall unterschiedlichen Anforderungen an Torsionssteifigkeit und Biegesteifigkeit sowie Geräuschentwicklung gerecht werden.

In einfacher Weise können an die genannten Teile weitere Funktionsteile angeformt werden, z. B. kann das Gelenkteil an seinem Ende, das dem Befestigungsteil zugewandt ist, eine of fene Gelenknabe aufweisen, die auf einen entsprechenden Ge lenkbolzen des Befestigungsteils aufsteckbar ist. Am gleichen Ende wird in vorteilhafter Weise eine Federkamm er für eine Zugfeder angeformt. Diese wird mit einem Haltebügel an einem Quersteg eingehängt, der sich in einer schlitzförmigen Erwei terung der Federkammer befindet. An dem anderen Ende der Zug feder ist ein c-förmiger Bügel angeformt, mit dem die Zugfe der am Befestigungsteil abgestützt ist. Am freien Ende der Wischstange ist eine Aufnahmevorrichtung für das Wischblatt angeformt.

Durch diese Vereinfachungen verringern sich das Gewicht und die Anzahl der Bauteile, sowie die Gesamtzahl der Schnitt- und Fügestellen. Die sich dadurch ergebende geringere Werk stoffvielfalt erleichtert einen späteren Recyclingprozeß. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahlreiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie ben. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Wi scharms von der Scheibenseite aus,

Fig. 2-4 Querschnitte durch ein Gelenkteil mit einer angeformten Wischstange entsprechend den Li nien II-II, III-III und IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 einen Teillängsschnitt des Wischarms ent sprechend der Linie V-V nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Gelenkteil ent sprechend der Linie V-V in Fig. 1 und

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch ein Werkzeug zum Umformen eines Befestigungs teils.

Der Wischarm besteht im wesentlichen aus einem Befestigungs teil 10 und einem Gelenkteil 12 mit einer angeformten Wisch stange 14 (Fig. 1, Fig. 5). Mit der Wischstange 14 ist ein nicht näher dargestelltes Wischblatt über eine Aufnahmeein richtung 44 gelenkig verbunden.

Das Gelenkteil 12 und die angeformte Wischstange 14 bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff und sind durch ein Gas-Innendruck-Umformverfahren hergestellt. Sie haben einen Hohlraum 16, der sich vom Gelenkteil 12 bis zum Ende der Wischstange 14 durchzieht. Das Gelenkteil 12 und die Wisch stange 14 haben an unterschiedlichen Stellen verschiedene Querschnitte (Fig. 2 bis Fig. 4). Die Querschnitte sowie die Materialstärken 18, 20 sind den Belastungen durch Torsions- und Biegemomente angepaßt und berücksichtigen die Sichtver hältnisse des Fahrers sowie die Anströmung durch den Fahrt wind.

Das Gelenkteil 12 weist an seinem Ende, das dem Befestigungs teil 10 zugewandt ist, eine Federkammer 26 für eine Zugfeder 32 auf. Die Federkammer 26 ist zur Scheibenseite hin offen und hat zur Wischstange 14 hin eine schlitzförmige Erweite rung 28 mit einem Quersteg 30, an den ein Haltebügel 34 der Zugfeder 32 eingehängt ist. An dem anderen Ende der Zugfeder 32 ist ein c-förmiger Bügel 36 angeformt, der an einem Quer stift 38 des Befestigungsteils 10 eingehängt ist. Das Gelenk teil 12 stützt sich über eine offene Nabe 22 an einem Gelenk bolzen 24 des Befestigungsteils 10 ab. Der Gelenkbolzen 24 und der Querstift 38 sind so zueinander angeordnet, daß die Zugfeder 32 das Gelenkteil 12 und die Wischstange 14 in Rich tung Scheibe zieht. Das Wischblatt liegt somit somit unter der Kraft der Zugfeder 32 an der Scheibe an. Ein Anschlag 54 begrenzt die Schwenkbewegung zwischen dem Befestigungsteil 10 und dem Gelenkteil 12, so daß die Zugfeder 32 vorgespannt bleibt, auch wenn der Wischarm 10, 12, 14 nicht am Fahrzeug montiert ist. Im montierten Zustand wird der Wischarm 10, 12, 14 von einer Antriebswelle 40 angetrieben, auf der das Befe stigungsteil 10 mit einer konischen Nabe 42 sitzt.

Fig. 6 zeigt eine geteilte, beheizbare Werkzeugform 48, in die ein erwärmtes, vorgeformtes Rohrstück 46 gelegt ist. Die Rohrenden 56 sind geschlossen. Dies kann z. B. beim Schließen der Werkzeugform 48 geschehen, bei dem auch von außen zugäng liche Räume, z. B. die Federkammer 26 durch entsprechende Ab schnitte der Innenkontur 52 der Werkzeugform angeformt wer den. Danach wird durch Anschlußstücke 50 gezielt Gas zuge führt, so daß die Innenkontur 52 der Werkzeugform 48 mit Hohlräumen für die Teile 12, 14 durch den Druckaufbau ausge formt wird. Nach dem Abkühlen kann das Werkstück, z. B. das Gelenkteil 12, mit der Wischstange 14, aus der Werkzeugform 48 entnommen werden.

Claims

1. Wischarm für einen Scheibenwischer, umfassend ein Befe stigungsteil (10), ein Gelenkteil (12) und eine Wisch stange (14) mit einer Aufnahmeeinrichtung (44) für ein Wischblatt, wobei mindestens eins der genannten Teile (10, 12, 14) aus Kunststoff durch spanloses Formen gefer tigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Ge lenkteil (12) ein Hohlprofil (16) aus thermoplastischem Kunststoff aufweist.

2. Wischarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (16) mit einem Gas-Innendruck-Umformverfahren hergestellt ist.

3. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wischstange (14) einstückig an das Gelenkteil (12) angeformt ist, wobei sich das Hohl profil (16) in die Wischstange (14) erstreckt und sich zum freien Ende der Wischstange (14) hin verjüngt.

4. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkteil (12) und/oder die an geformte Wischstange (14) örtlich unterschiedliche Quer schnitte und/oder Materialstärken aufweisen.

5. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Gelenkteils (12), das dem Befestigungsteil (10) zugewandt ist, eine offene Gelenknabe (22) angeformt ist.

6. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Gelenkteils (12), das dem Befestigungsteil (10) zugewandt ist, eine Feder kammer (26) angeformt ist.

7. Wischarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkammer (26) zur Wischstange (14) hin eine schlitz förmige Erweiterung (28) mit einem Quersteg (30) für ei nen Haltebügel (34) einer Zugfeder (32) aufweist.

8. Wischarm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende an die Zugfeder (32) ein c-förmiger Bügel (36) angeformt ist.

9. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Wischstange (14) eine Aufnahmeeinrichtung für das Wischblatt angeformt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Teils des Wischarms nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß

- ein erwärmtes Rohrstück (46) in eine geteilte, be heizbare Werkzeugform (48) gelegt wird,
- die Rohrenden (56) geschlossen werden,
- die Werkzeugform (48) geschlossen wird,
- durch Anschlußstücke (50) Gas gezielt zugeführt wird,
- die Innenkontur (52) der Werkzeugform (48) mit Hohlräumen für die Teile (12, 14) durch Druckaufbau ausgeformt wird und
- das abgekühlte Gelenkteil (12, 14) aus der Werk zeugform (48) entnommen wird.