DE19932789B4 - Kugelgelenk - Google Patents

Kugelgelenk Download PDF

Info

Publication number
DE19932789B4
DE19932789B4 DE19932789A DE19932789A DE19932789B4 DE 19932789 B4 DE19932789 B4 DE 19932789B4 DE 19932789 A DE19932789 A DE 19932789A DE 19932789 A DE19932789 A DE 19932789A DE 19932789 B4 DE19932789 B4 DE 19932789B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball
force
ball joint
joint
spherical shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19932789A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19932789A1 (de
Inventor
Wolfgang Ostrowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE19932789A priority Critical patent/DE19932789B4/de
Publication of DE19932789A1 publication Critical patent/DE19932789A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19932789B4 publication Critical patent/DE19932789B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/16Means for transmitting drive
    • B60S1/18Means for transmitting drive mechanically
    • B60S1/24Means for transmitting drive mechanically by rotary cranks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0657Construction or details of the socket member the socket member being mainly made of plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/09Windscreen wipers, e.g. pivots therefore

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Das Kugelgelenk ist zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen vorgesehen, die einen Motor und ein Gestänge aufweist. Motor und Gestänge sind durch das Kugelgelenk miteinander verbunden. Das Kugelgelenk weist eine Kugelschale (4) auf, welche die Kugel teilweise umschließt. Die Umschließung der Kugel (5) durch die Kugelschale (4) in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft des Kugelgelenks ist größer als in Nicht-Kraftrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen, die einen Motor und ein Gestänge aufweist, die durch das Kugelgelenk miteinander verbunden sind, wobei das Kugelgelenk eine Kugelschale aufweist, welche die Kugel in in die Kugelschale eingesetztem Zustand teilweise umschließt.
  • Scheibenwischeranlagen finden insbesondere bei Kraftfahrzeugen Anwendung. Es kann sich hierbei um Einarm- oder Mehrarmwischeranlagen handeln. Man unterscheidet bei Mehrarmwischeranlagen sogenannte Gleichlauf- und Gegenlaufanlagen. Bei Mehrarmwischeranlagen sind die einzelnen Wischer üblicherweise über ein Gestänge miteinander verbunden. Das Gestänge ist an einen Elektromotor angebunden, der die Wischeranlage betreibt. Der Elektromotor wird über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt.
  • In dem Gestänge sind Gelenkhebel vorgesehen, die die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Pendelbewegung der Wischer umsetzt. Hierzu ist zwischen Motor und Gestänge ein Kugelgelenk angeordnet. Das Kugelgelenk weist eine Kugelschale oder -pfanne auf, in der die Kugel angeordnet ist. Hierbei umschließt die Kugelschale die Kugel teilweise. Die Umschließung erfolgt gleichmäßig im Bereich der Mittellinie der Kugel. Der die Kugel umschließende Teil der Kugelschale weist ein rotationssymmetrisches Profil auf.
  • Derartige Kugelgelenke sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So zeigt die DE 2 322 253 A1 eine Gelenkkupplung für Gestänge, insbesondere für Scheibenwischergestänge von Kraftfahrzeugen, die aus einem kugelförmigem Zapfen mit einer abgeschrägten Sitzfläche besteht. Für die Aufnahme des kugelförmigen Zapfens ist ein kapselförmig ausgebildetes Gehäuse vorgesehen. Das Gehäuse ist zumindest an dessen Rand an einer Öffnung aus elastisch verformbarem Werkstoff hergestellt, um den in einer Öffnung eines Schwinghebels eingesetzten kugelförmigen Zapfen zu halten.
  • Beim Auftreten größerer Kräfte ist es notwendig, den die Kugel umschließenden Teil der Kugelschale zu vergrößern. Eine solche Maßnahme wurde bereits im Aufsatz „SEALED-FORD-LIFE BALL JOINTS”, in: Automobile Engineer, Januar 1964, Seiten 14 bis 17 beschrieben. Diese Konstruktionsweise beinhaltet einerseits den Nachteil, daß die Vergrößerung des Lagers – also des die Kugel umschließenden Teils der Lagerschale – auch eine Vergrößerung der Relativgeschwindigkeit zwischen Kugel und Pfanne mit sich bringt. Zwar ist durch die Vergrößerung der Fläche dann eine geringere Flächenpressung hervorgerufen, wodurch größere Kräfte übertragbar sind, jedoch wird dieser Effekt durch die erhöhte Relativgeschwindigkeit zwischen Kugelschale und Kugel teilweise wieder vernichtet. Andererseits werden bei den bekannten Kugellagern die Kugeln in die Kugelschale eingeklipst – eingeknöpft –. Dieses Einklipsen ist aufgrund der Elastizität des die Kugel umschließenden Teils der Schale auf der Seite, von der aus die Kugel eingeführt wird, ermöglicht. Wird nun der die Kugel umschließende Teil der Kugelschale vergrößert, so reduziert sich der zum Einklipsen der Kugel notwendige Durchmesser in der Kugelschale. Aufgrund der begrenzten Elastizität des Materials der Kugelschale ist ein Einklipsen der Kugel in die Kugelschale ab einer bestimmten Größe nicht mehr möglich, wodurch entweder die Montage des Kugelgelenks nicht mehr möglich ist oder mit einem montierbaren Kugelgelenk nur begrenzte Kräfte übertragbar sind.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen zu schaffen, bei der bei gleichem benötigten Bauraum und Montagekräften größere Kraftübertragungen durch das Kugelgelenk ermöglicht sind. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umschließung der Kugel durch die Kugelschale in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft des Kugelgelenks größer ist als in Nicht-Kraftrichtung.
  • Mit der Erfindung ist ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlage geschaffen, das bei gleichen Bauräumen und Montagekräften eine größere Kraftübertragung erlaubt. Darüber hinaus ist die Möglichkeit geschaffen, weiterhin die Kugel in die Kugelschale bei der Montage einzuklipsen.
  • Das Einklipsen ist dabei dadurch ermöglicht, daß die Umschließung der Kugel durch die Kugelschale nur in Kraftrichtung vergrößert ist. Dagegen ist in Nicht-Kraftrichtung die Umschließung sogar geringer als bei Kugellagern mit einem rotationssymmetrischen Profil der Kugelschale. Zum Einklipsen oder Einknöpfen wird die Kugelschale gelängt. Die Längung erfolgt in Kraftrichtung, wodurch der die Kugel am weitesten umschließende Teil der Kugelschale auseinandergezogen wird, wogegen der kleinste die Kugel umschließende Bereich der Kugelschale sich etwas in Richtung des Mittelpunkts der Kugelschale zusammenzieht. Da in diesem Bereich aber die Umschließung gering ist, führt dies zu keiner Beeinträchtigung des Einklips-Vorgangs. Vielmehr ist durch die Längung im die Kugel am meisten umschließenden Bereich wieder die Möglichkeit geschaffen, die Kugel in die Kugelschale einzuklipsen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist die Kugelschale aus Kunststoff hergestellt. Dies beinhaltet den Vorteil, daß die Kugelschale preiswert hergestellt werden kann.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung besteht die Kugelschale aus Polyamid mit Glasfasern und Graphit. Hierdurch ist eine stabile und somit allen Anforderungen an das Kugelgelenk entsprechenden Kugelschale bereitgestellt.
  • Vorteilhaft besteht die Kugel aus Metall. Dies beinhaltet einerseits den Vorteil, daß die Kugel dadurch sehr stabil ist. Andererseits kann im Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Kugelschale, insbesondere für den Fall, daß diese aus Kunststoff ist, ein geringer Reibwert zwischen Kugelschale und Kugel erzielt werden, wodurch die Verluste und damit der Energieverbrauch der Scheibenwischeranlage verringert ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
  • 1: eine perspektivische schematische Darstellung eines Kugelgelenks ohne Kugel mit eingezeichneter Kraftrichtung;
  • 2: einen Schnitt durch das in 1 dargestellte Kugelgelenk entlang der Kraftrichtung mit Kugel und
  • 3: einen Schnitt durch das in 1 dargestellte Kugelgelenk im rechten Winkel zur Kraftrichtung.
  • Das als Ausführungsbeispiel gewählte Kugelgelenk weist ein Gehäuse 1 auf, das im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. An dem Gehäuse 1 sind vier Befestigungsmöglichkeiten 2, 3 vorgesehen. Mit Hilfe der Befestigungsmöglichkeiten 2 und 3 findet die Anbindung des Kugelgelenks an das Fahrzeug statt. Die Befestigungsmöglichkeiten 2 sind dabei in Nicht-Kraftrichtung am Gehäuse 1 angeordnet; sie sind jeweils im rechten Winkel zur Kraftrichtung angeordnet. Die Befestigungsmöglichkeiten 3 sind im Gegensatz dazu in Kraftrichtung vorgesehen. Folglich stehen die Befestigungsmöglichkeiten 2 und 3 abwechselnd jeweils im Winkel von 90° zueinander.
  • Auf der Innenseite des ringförmigen Gehäuses 1 ist eine Kugelschale 4 ausgebildet. In die Kugelschale ist eine Kugel 5 eingesetzt (2 und 3). Die Kugel 5 ist von der Kugelschale 4 teilweise umschlossen. Die Kugelschale 4 bildet die Tragfläche innerhalb des Kugelgelenks. Sie ist kraftoptimiert ausgebildet und weist in Kraftrichtung eine größere Fläche auf als in Nicht-Kraftrichtung. Dadurch bedingt ist die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft größer als in Nicht-Kraftrichtung, wie den 2 und 3 zu entnehmen ist.
  • Durch die Vergrößerung der die Kugel umschließenden Fläche in Kraftrichtung ist eine geringere Flächenpressung zwischen Kugel 5 und Kugelschale 4 hervorgerufen, wodurch größere Kräfte übertragbar sind. Zur Übertragung größtmöglicher Kräfte sollte die Tragfläche in Kraftrichtung so groß wie möglich sein.
  • In den 2 und 3 ist jeweils strichpunktiert die Tragfläche eines Kugelgelenks zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischer nach dem Stand der Technik dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, daß sowohl in Kraftrichtung als auch in Nicht-Kraftrichtung die Tragfläche und damit die Umschließung der Kugel gleich groß ist, wodurch ein rotationssymmetrisches Profil hervorgerufen ist. Den 2 und 3 kann weiterhin entnommen werden, daß in Kraftrichtung die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 deutlich größer als beim Stand der Technik ist. Demgegenüber ist die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 in Nicht-Kraftrichtung sogar kleiner im Vergleich zum Stand der Technik, so daß die vorgenannten Nachteile durch Vergrößerung der Tragfläche bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kugelgelenks kompensiert sind. Für die Ausbildung der Kugelschale 4 in Kraftrichtung ergibt sich nach der Erfindung in der Ansicht nach 3 im Zweidimensionalen eine elliptische Form der Tragfläche. In Nicht-Kraftrichtung ergibt sich eine angenähert hyperbolische Gestalt im Zweidimensionalen.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Kugelschale 4 aus Kunststoff hergestellt. Sie besteht aus Polyamid mit 30% Glasfaser-Anteil und 6% Graphit. Die Tragfläche ist als gegossenes Bauteil ausgebildet. Die Kugel 5 besteht im Ausführungsbeispiel aus Metall. Hierdurch ist die Reibung zwischen Kugel 5 und Kugelschale 4 gering gehalten, wodurch gleichzeitig die Verluste im Kugelgelenk reduziert sind.
  • Zur Montage der Kugel 5 in der Kugelschale 4 wird die Kugelschale 4 in Kraftrichtung gelängt. Im gleichen Maße wie durch diese Längung der Abstand zwischen den Tragflächen der Kugelschale 4 in Kraftrichtung vergrößert wird, wird gleichzeitig der Abstand zwischen den Tragflächen in Nicht-Kraftrichtung verkleinert, so daß der auf der horizontalen Mittellinie des Kugelgelenks ausgebildete kreisrunde Querschnitt der Kugelschale 4 sich zu einer Ellipse verändert. Durch die Längung in Kraftrichtung vergrößert sich der Abstand zwischen den äußersten, die Kugel umfassenden Bereichen, wodurch ein Einklipsen/Einknöpfen der Kugel in die Kugelschale ermöglicht ist.
  • 1
    Gehäuse
    2
    Befestigungsmöglichkeit (rechtwinklig zur Kraftrichtung)
    3
    Befestigungsmöglichkeit (in Kraftrichtung)
    4
    Kugelschale
    5
    Kugel

Claims (4)

  1. Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen, die einen Motor und eine Gestänge aufweist, die durch das Kugelgelenk miteinander verbunden sind, wobei das Kugelgelenk eine Kugelschale aufweist, welche die Kugel in in die Kugelschale eingesetztem Zustand teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschließung der Kugel (5) durch die Kugelschale (4) in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft des Kugelgelenks größer ist als in Nicht-Kraftrichtung.
  2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelschale (4) aus Kunststoff hergestellt ist.
  3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelschale (4) aus Polyamid mit Glasfasern und Graphit besteht.
  4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (5) aus Metall besteht.
DE19932789A 1999-07-14 1999-07-14 Kugelgelenk Expired - Fee Related DE19932789B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19932789A DE19932789B4 (de) 1999-07-14 1999-07-14 Kugelgelenk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19932789A DE19932789B4 (de) 1999-07-14 1999-07-14 Kugelgelenk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19932789A1 DE19932789A1 (de) 2001-01-18
DE19932789B4 true DE19932789B4 (de) 2010-04-15

Family

ID=7914669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19932789A Expired - Fee Related DE19932789B4 (de) 1999-07-14 1999-07-14 Kugelgelenk

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19932789B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10135386A1 (de) 2001-07-25 2003-02-13 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
DE10233489B4 (de) * 2002-07-24 2004-08-12 ZF Lemförder Metallwaren AG Hochleistungs-Kugelschale
DE102008037081A1 (de) 2008-08-08 2010-02-11 Volkswagen Ag Gelenkstange mit einer Gelenkschale
PL232039B1 (pl) * 2014-07-18 2019-05-31 Valeo Autosystemy Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Łożysko zapobiegające przeciążeniom, w szczególności do mechanizmu wycieraczek samochodowych, oraz mechanizm wycieraczek samochodowych zawierający takie łożysko

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GB-Lif.: "Automobile Engineer, Januar 1964 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19932789A1 (de) 2001-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10227781A1 (de) Scheibenwischvorrichtung
DE4409957B4 (de) Lagervorrichtung für eine Welle oder Achse, insbesondere für eine Scheibenwischeranlage
EP1977127A1 (de) Elektrische antriebseinheit, insbesondere elektromotor mit getriebe
DE19932789B4 (de) Kugelgelenk
WO1994019220A1 (de) Konzentrische antriebslager zum antrieb von zwei antriebsstangen für eine scheibenwischanlage
EP2072358B1 (de) Wischerlager
EP0776803B1 (de) Getriebe, insbesondere einer Fahrzeugscheibenwischeranlage
WO2000056582A1 (de) Wischerantrieb mit einem reversierbaren getriebemotor
DE10216903B4 (de) Anbindungsvorrichtung für einen Betätigungszug an einen Nehmer, insbesondere Zugöse
EP1763460B1 (de) Vorrichtung zur befestigung einer scheibenwishvorrichtung an einem kraftfahrzeug
EP1526992B1 (de) Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE102012209058A1 (de) Scheibenwischvorrichtung
EP1395467B1 (de) Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE112017003803B4 (de) Pfannenanordnung für ein kugelgelenk
EP2441983B1 (de) Schaltungsbauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102007009566B4 (de) Getriebe-Antriebseinheit mit gehäusefestem Lagerbolzen
DE19650160A1 (de) Elektromotorischer Antrieb, insbesondere für in Fahrzeugen verwendete bzw. zu Fahrzeugen gehörende Vorrichtungen
DE19705061B4 (de) Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung
DE102011087620A1 (de) Scheibenwischvorrichtung
EP1480857A1 (de) Wischeranlage mit einer platine
EP1125805A2 (de) Befestigungsanordnung für eine Scheibenwischeranlage einer Fahrzeugkarosserie
DE3838976A1 (de) Wischanlage
EP2512880B1 (de) Scheibenwischvorrichtung
DE102012207184A1 (de) Scheibenwischvorrichtung
DE102020109224A1 (de) Vorderradführung mit Gabelbrücke und Steuerrohr für ein einspuriges Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee