DE19944565C1

DE19944565C1 - Antriebselement

Info

Publication number: DE19944565C1
Application number: DE1999144565
Authority: DE
Inventors: Kurt Muehlpforte; Jan Dietrich; Tino Boos; Uwe Zeibig
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Sander GmbH and Co
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Sander GmbH and Co
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2019-09-18

Abstract

Die Erfindung geht von einem Antriebselement für ein Hebelgetriebe mit einem plattenförmigen Hebelteil (10) aus, an dem mindestens eine Gelenkkugel (14) angeordnet ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß an dem Hebelteil (10) mindestens ein Ringbuckel (12) angeformt ist, mit dem die Gelenkkugel (14) verschweißt ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Antriebselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hebelgetriebe sind in der Antriebstechnik weit verbreitet. Sie übertragen Kräfte und Bewegungen, wobei diese oftmals umgeformt werden. Neben vielen anderen Anwendungsfällen wer den Hebelgetriebe in Fahrzeugen eingesetzt. Hier wird bei spielsweise durch ein Hebelgetriebe eine drehende Bewegung eines Wischermotors in eine Schwenkbewegung eines oder mehre rer Scheibenwischer umgewandelt.

Die Hebelgetriebe sind aus Hebelteilen, Kurbeln und Gelenk stangen zusammengesetzt, die gelenkig miteinander verbunden sind. Dabei sind die Kurbeln normalerweise plattenförmig aus gebildet und mit einer An- oder einer Abtriebswelle verbun den. Sie weisen mindestens ein Gelenk zum Anlenken eines wei teren Hebelteils auf, so dass die Kurbeln oftmals im Hebelge triebe die Funktion eines Antriebselements besitzen. Liegen die Gelenke des Hebelgetriebes in einer Ebene, können zylin drische Gelenke verwendet werden. Anderenfalls sind Kugelgelenke erforderlich, wobei Kugelbolzen entweder an den Kurbeln oder an den anschließenden Hebelteilen angeordnet sein kön nen. Um sich dem vorgegebenen Bauraum anzupassen oder eine Freigängigkeit der Antriebselemente zu gewährleisten, sind die Hebelteile häufig in einer oder mehreren Ebenen gekröpft.

Aus der DE 37 31 965 A1 ist ein Getriebeteil mit einem Kugel bolzen für eine Scheibenwischeranlage bekannt. Der Kugelbol zen weist neben der kugelförmigen Anlagefläche einen ange formten Nietteil auf, der in eine Öffnung des Antriebsele ments gefügt und anschließend vernietet wird. Dabei wird der Nietteil, der die Öffnung im Hebelteil überragt, durch An stauchen zu einem sog. Schließkopf verformt. Eine Wischerwel le, die aus zwei Teilen besteht, ist am anderen Ende mit dem Antriebshebel verbunden, indem jedes Teil mit einem Teil des Antriebshebels vernietet oder verschweißt ist. Allerdings ist der Zeitaufwand für das Nieten beachtlich. Außerdem muss der Kugelbolzen aus einem duktilen Werkstoff bestehen, der für die Umformung geeignet ist. Der duktile Werkstoff ist aller dings bezüglich der Verschleißfestigkeit für die Lagerfläche des Kugelbolzens ungünstig, so dass dieser zusätzlich behan delt werden muss. Ferner ist Fertigungsaufwand für herkömmli che Kugelbolzen relativ hoch. Das Gleiche gilt für die Ver bindung zwischen dem Antriebshebel und der Wischerwelle bzw. Achse, deren Teile entweder ebenfalls angenietet oder ange schweißt werden. In beiden Fällen sind die beiden Teile nur schwierig auf eine gemeinsame Schenkachse auszurichten.

Aus der DE 44 00 296 A1 ist ein Getriebeteil für eine Schei benwischeranlage bekannt, bei der ein Getriebeelement einen Befestigungsabschnitt aufweist, an dem eine Kugel als Teil eines Doppelkugelgelenks oder Kugelgelenks durch Schweißen oder Kleben drehfest befestigt ist. Die Kugel ist eine Stahlkugel, die insbesondere wie die Kugel eines Kugellagers her gestellt ist. Sie wird vorzugsweise durch Schweißen ohne Schweißzusatzwerkstoff, insbesondere durch Impulsschweißen, an dem Getriebeelement befestigt. Das Getriebeelement, das ein tiefgezogenes Blechteil sein kann, besitzt im Bereich der Kugel einen Ringbuckel mit einer Mulde oder einer Öffnung zum Zentrieren der Kugel. Am anderen Ende besitzt das Getriebee lement eine konische Aufnahmeöffnung zum Befestigen einer Motorkurbel an der Abtriebswelle eines Wischermotors. In ei ner anderen Ausführung ist an dem Getriebeelement eine Wi scherwelle drehfest angebracht.

Schließlich ist aus der DE 35 11 812 C2 eine Reinigungsvor richtung für Scheiben für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der ein Düsenkörper, der aus einem Polyamid gespritzt ist, in Axial richtung zweiteilig ausgeführt ist. Beide Teile werden vor der Montage auf eine Wischerwelle durch Reibschweißen an den Kanten flüssigkeitsdicht miteinander verbunden.

Vorteile der Erfindung

Nach der Erfindung ist an einem plattenförmigen Hebelteil ein Ringbuckel angeformt, mit dem eine Gelenkkugel verschweißt ist. Das Hebelteil kann eine Kurbel oder ein flaches Ende einer Gelenkstange sein. Ferner ist am Hebelteil eine Mulde oder ein weiterer Ringbuckel angeformt. Die Antriebswelle wird mit dem Hebelteil verschweißt, wobei das dem Hebelteil zugewandte Ende mit einer balligen Anlagefläche an der Mulde oder dem Ringbuckel anliegt. In vorteilhafter Weise wird der Ringbuckel durch Kaltschlagen erzeugt. Dabei wird das Hebel teil im Bereich des Ringbuckels umgeformt. Der Rohling wird in einem Werkzeug unter Einwirkung einer Kraft in die ge wünschte Form geschlagen und somit plastisch umgeformt. Die erzeugte Form besitzt eine hohe Maßgenauigkeit und Oberflä chengüte. Ein weiterer Vorteil des Kaltschlagens besteht in der Werkstoffeinsparung, da bei diesem Verfahren keinerlei Materialabfall anfällt.

Die Gelenkkugel wird in einer kalottenförmigen Vertiefung in der Mitte des Ringbuckels zentriert und anschließend durch Schweißen, vorzugsweise Reibschweißen, mit dem Ringbuckel verbunden. Dazu werden das Hebelteil und die Gelenkkugel fest eingespannt und relativ zueinander in Rotation versetzt. Un ter einem Anpressdruck zwischen den Teilen erhitzen sich die se infolge der Reibung und verschweißen. Danach wird der Ro tationsantrieb abgeschaltet und das Werkstück abgekühlt. Das Reibschweißen besitzt einen hohen Wirkungsgrad und benötigt wenig Zeit. Als Gelenkkugel kann eine Kugellagerkugel verwen det werden, die in der Technik in großen Stückzahlen mit ei ner hohen Präzision zu geringen Kosten hergestellt wird.

Die Höhe des Ringbuckels sorgt für einen Abstand zwischen dem Hebelteil und der Mitte des Kugelgelenks, so dass das Kugel gelenk einen ausreichenden Winkel des angelenkten Teils zum Hebelteil ermöglicht. Zweckmäßigerweise ist der Außendurch messer des Ringbuckels kleiner als der Durchmesser der Ge lenkkugel, damit er den Bewegungsfreiraum des Kugelgelenks möglichst wenig behindert.

Die Antriebswelle kann in vorteilhafter Weise ebenfalls durch Reibschweißen mit dem Hebelteil verbunden werden, da sie ro tationssymmetrisch ist und an ihrem dem Ringbuckel zugewand tem Ende eine ballige Anlagefläche aufweist. Für die An triebswelle ist die durch den Ringbuckel gegebene Distanz nicht unbedingt nötig, so dass die Antriebswelle auch in ei ner Mulde zentriert werden kann, die in vorteilhafter Weise durch eine konische Aufnahmeöffnung im Hebelteil mit einer entsprechend großen Fase gebildet wird. Die konische Aufnah meöffnung wird vorher gestanzt und anschließend ebenfalls, wie der Ringbuckel, durch Kaltschlagen erzeugt. Bei Bedarf kann diese auch eine Abtriebswelle aufnehmen, beispielsweise die Abtriebswelle eines Wischermotors. Die vielfältige Kombi nationsmöglichkeiten erlauben, dass das Antriebselement für mehrere Anwendungsfälle identisch gestaltet sein kann und dadurch in größeren Stückzahlen gefertigt werden kann.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen fassen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Antriebselement mit einer Gelenkkugel und einer Antriebswelle,

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein gekröpftes An triebselement mit einer Gelenkkugel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Antriebselement nach Fig. 1 ist eine Kurbel an einer An triebswelle 16 eines nicht näher dargestellten Scheibenwi schers. Es umfaßt einen Hebelteil 10 und eine Gelenkkugel 14 zum Anlenken einer nicht dargestellten Gelenkstange eines Hebelgetriebes. Das Hebelteil 10 weist in Längsrichtung eine gerade Form auf und besitzt an seinen Enden je einen Ringbuc kel 12, der vorzugsweise durch Kaltschlagen hergestellt wird. Dabei wird das Material des Hebelteils 10 im diesem Bereich nach außen in einem Werkzeug kalt verformt, und es entsteht auf der Seite des Hebelteils 10, die dem Ringbuckel 12 abge wandt ist eine konische Vertiefung 26.

Die Gelenkkugel 14, die zweckmäßigerweise eine Kugel für Ku gellager ist, und die Antriebswelle 16 sind vorzugsweise durch Reibschweißen mit dem Hebelteil 10 verbunden. Aller dings sind auch andere Schweißverfahren möglich, wie Lichtbo genschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen usw.

Der Außendurchmesser 22 des Ringbuckels 12 ist zweckmäßiger weise einerseits etwas kleiner als der Durchmesser der Ge lenkkugel 14, während er andererseits gegenüber dem Durchmes ser der Antriebswelle 16 gleich oder größer sein kann. Wenn er größer ist, kann der Ringbuckel 12 als Anlauffläche eines axialen Lagers der Antriebswelle 16 dienen. Der Ringbuckel 12 verfügt ferner über eine ausreichende Höhe 24, die eine Di stanz der Oberfläche der Gelenkkugel 14 zur übrigen Oberflä che des Hebelteils 10 schafft und einen ausreichenden Schwenkbereich des Kugelgelenks gewährleistet. In der Mitte weist der Ringbuckel 12 eine kalottenförmige Vertiefung 20 auf, deren äußerer Rand eine Anlagefläche für die Gelenkkugel 14 bzw. für die vorteilhafterweise ballig ausgeführte Anlage fläche 18 der Antriebswelle 16 bildet. So können die zu ver schweißenden Teile am Rand dieser Vertiefung leicht zentriert werden.

Während der Ringbuckel 12 für das Kugelgelenk eine wesentli che Funktion hat, kann die Antriebswelle 16 auch ohne Ring buckel 12 mit dem Hebelteil 10 verschweißt werden. Eine Vari ante der Erfindung sieht vor, daß die Antriebswelle 16 in einer Mulde 28 mit dem Hebelteil 10 durch Reibschweißen stoffschlüssig verbunden ist (Fig. 2). Diese Mulde 28 kann durch eine angeformte Fase 32 an einer konischen Aufnahmeöff nung 30 gebildet werden. Die Aufnahmeöffnung 30 mit ihrer Fase 32 wird ebenfalls kaltgeschlagen.

Außerdem ist die Aufnahmeöffnung 30 so gestaltet, daß sie bei Bedarf eine hier nicht dargestellte Abtriebswelle eines Wi schermotors aufnehmen kann, wobei das durchgesteckte Ende dieser Welle durch eine Schraube, gesichert werden kann. Fig. 3 zeigt eine solche sogenannte Motorkurbel. Um möglichst we nig Bauraum zu beanspruchen und eine ausreichende Bewegungs freiheit der Gelenkstangen des Hebelgetriebes zu ermöglichen ist das Hebelteil 10 in dieser Ausgestaltung nach in Längs richtung gekröpft.

Claims

1. Antriebselement für ein Hebelgetriebe mit einem platten förmigen Hebelteil (10), an dem mindestens ein Ringbuckel (12) angeformt ist, mit dem mindestens eine Gelenkkugel (14) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Hebelteil (10) eine Mulde (28) oder ein weiterer Ringbuckel (12) ange formt ist, mit dem eine Antriebswelle (16) verschweißt ist und die Antriebswelle (16) an ihrem dem Hebelteil (10) zuge wandten Ende eine ballige Anlagefläche (18) aufweist.

2. Antriebselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkugel (14) bzw. die Antriebswelle (16) durch Reibschweißen mit dem Hebelteil (10) verbunden ist.

3. Antriebselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbuckel (12) durch Kalt schlagen erzeugt wird.

4. Antriebselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelteil (10) eine Aufnah meöffnung (30) für eine Antriebswelle (16) oder Achse auf weist, die durch Kaltschlagen erzeugt wird.

5. Antriebselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (30) beidseitig eine Fase (32) auf weist.