DE3900230A1 - Dichtungsvorrichtung fuer verbindungsabschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für einen Verbindungsabschnitt oder eine Gelenkverbindung, und ins­ besondere eine Dichtungsvorrichtung für eine Gelenkverbin­ dung, die eine relative Schwenkbewegung zwischen einem Paar miteinander verbundener Stangen ermöglicht. Die Erfindung eignet sich beispielsweise zum Abdichten einer Gelenkverbin­ dung zwischen einem Kurbelarm und einer Stange einer Wisch­ einrichtung eines Fahrzeuges.

Eine typische Scheibenwischeinrichtung zum Abwischen der Frontglasscheibe eines Wagens hat einen Kurbelarm, der von einem Motor gedreht wird, eine Verbindungsstange, nachfol­ gend nur Stange genannt, zum Umwandeln der Drehung des Kur­ belarmes in eine hin- und hergehende Bewegung, um ein mit einem Wischarm verbundenes Gestänge hin und her zu bewegen, ferner einen Gelenkabschnitt, der zwischen dem Kurbelarm und der Stange liegt, und der eine relative Schwenkbewegung zwischen diesen ermöglicht.

Bei dieser Art Wischeinrichtungen ist eine Dichtungsvorrich­ tung montiert an dem Gelenkabschnitt zwischen dem Kurbelarm und der Stange, die in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Dicht­ einrichtung umfaßt ein Dichtungselement 7, das integral aus einem elastischen Material, wie z.B. Gummi, geformt ist. Das Dichtungselement ist montiert und deckt den Gelenkabschnitt oder Verbindungsabschnitt ab, um ihn abzudichten. Das heißt, ein Ende 9 des Dichtungselementes ist auf der Stangenseite des Gelenkabschnittes angeordnet und das andere Ende 8 ist verschiebbar auf das Kurbelarmende aufgesetzt.

Bei diesem Abdichtungselement für einen Gelenkabschnitt entsteht jedoch ein teilweiser Spalt zwischen dem Dichtungs­ element und der Stange, wenn die letztere hin- und herschwenkt, wie Fig. 5 zeigt, weil das Dichtelement verschiebbar auf dem Kurbelarmende sitzt. Es ist deshalb keine vollständige Abdich­ tung erreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dich­ tungsvorrichtung für einen Gelenkabschnitt zu schaffen, der eine zuverlässige Abdichtung für den letzteren ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung bedeckt beide Stan­ genseiten des Gelenkabschnittes mittels eines Paares von Ab­ deckabschnitten eines Dichtelementes, die aus einem elasti­ schen Material gebildet sind, wobei zwischen beiden Abdeck­ abschnitten ein abgesetzter oder abgekröpfter Abschnitt ge­ bildet wird, an welchem eine Mehrzahl von dicken oder dünnen Abschnitten ausgebildet ist, die sich auf beide Enden des ab­ gekröpften Abschnittes hinzu erstrecken, wobei diese dicken oder dünnen Abschnitte alternativ in Umfangsrichtung des ab­ gekröpften Abschnittes angeordnet sind.

Bei dieser vorstehend beschriebenen Dichtungseinrichtung für einen Gelenkabschnitt insbesondere einer Scheibenwischanlage wird der dichte Zustand der beiden Abdeckabschnitte zuverläs­ sig eingehalten, weil der abgekröpfte Abschnitt des Dichtungs­ elementes entsprechend der relativen Schwingung oder Schwen­ kungsbewegung der beiden Stangen umgeformt wird, wodurch die relative Verschiebung der beiden Abdeckabschnitte absorbiert wird. Der abgekröpfte Abschnitt oder auch Verschiebungsab­ schnitt genannt, ermöglicht es, daß die Endbereiche der beiden Abdeckabschnitte zuverlässig auf beide Stangen gedrückt oder angepreßt werden, ohne daß Lücken oder Spalte entstehen, wo­ mit die Dichtwirkung aufrecht erhalten wird, da die dicken oder dünnen Abschnitte dazu dienen, eine Übertragung einer Verformung des Verschiebungsabschnittes in Umfangsrichtung zu verhindern und die auf die beiden Enden ausgeübte ela­ stische Kraft zu verstärken.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nach­ folgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt einen Gelenkabschnitt an einer Wischeinrichtung zeigt, bei dem eine Aus­ führungsform einer Abdichteinrichtung nach der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 zeigt im Schnitt die Wirkungsweise der Ab­ dichteinrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt teilweise geschnitten ein Dichtungsele­ ment, das in der Abdichteinrichtung von Fig. 1 verwendet wird.

Fig. 4 zeigt teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf das Dichtelement nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt im Schnitt ein Element nach dem Stand der Technik.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 wird eine Ausführungs­ form einer Dichteinrichtung für einen Gelenkabschnitt nach der Erfindung beschrieben, die für einen Gelenkabschnitt einer Wischeinrichtung für ein Fahrzeug oder dergleichen verwendet wird. Die Dichteinrichtung dient für einen Gelenkabschnitt zwischen einem Kurbelarm 1 und einer Stange 2. Ein Ende der Verbindungsstange 2 ist mittels eines Gelenkabschnittes 3 drehbar mit dem freien Ende des Kurbelarmes 1 verbunden, der die andere Stange bildet, die drehbar, aber im übrigen fest mit einer Welle einer Scheibenwischerantriebseinrichtung verbunden ist (nicht gezeigt). Das andere Ende der Stange 2 (nicht gezeigt) ist drehbar mit einem freien Ende eines Gestänges verbunden. Ein Ende des Gestänges ist auf einer Welle befestigt, die drehbar an einem unteren Abschnitt eines Wagen-Fensterrahmens gelagert ist. Auf dieser Welle ist ein Wischerarm, der an seinem freien Ende ein Wischer­ blatt trägt, in einer Weise abgestützt und gelagert, daß er verbunden mit dem Gestänge sich drehen kann.

Der Gelenkabschnitt 3 zwischen dem Kurbelarm 1 und der Stange 2 umfaßt eine sphärische Welle 4 und ein sphärisches Lager 5. Das Lager 5 sitzt so auf der sphärischen Welle 4, daß es sich in den drei Koordinatenrichtungen drehen kann. Die sphärische Welle 4 ist im wesentlichen rechtwinklig zu einem Ende des Kurbelarmes 1 angeordnet und durch geeignete Mittel, wie z.B. eine Niete 6, mit dem Arm 1 verbunden. Das sphärische Lager 5 besteht vorzugsweise aus einem Kunstharz oder Kunststoff. Es hat die Form einer umgekehrten Schale. Es wird angebracht und integral geformt durch eine äußere Formtechnik an einem Ende der Stange 2. Die Welle 4 sitzt in dem Lager 5 unter Aus­ nutzung der Elastizität des Kunststofflagers 5, womit das sphärische Lager 5 die sphärische Welle abstützt und auch bei Hin- und Herbewegungen Kontakt mit ihr hält.

Die Abdichteinrichtung 10 für den Gelenkabschnitt nach der Erfindung umfaßt ein Dichtelement 11, das integral aus einem elastischen Material, wie z.B. Gummi, geformt ist. In den Fig. 3 und 4 ist das Dichtelement 11 von dem Gelenkabschnitt 3 abgenommen. Das Dichtelement 11 überdeckt den Gelenkabschnitt oder Verbindungsabschnitt 3 zwischen dem Kurbelarm 1 und der Stange 2. Das Dichtelement 11 hat einen die Kurbelarmseite abdeckenden Abschnitt 12 und eine die Stangenseite abdecken­ den oder umfassenden Abschnitt 13 sowie einen abgekröpften oder abgebogenen Abschnitt 14, nachfolgend Biegeabschnitt 14 genannt, der zwischen den Abschnitten 12 und 13 liegt. Der den Kurbelarm umfassende Abschnitt 12 besteht aus einem im wesentlichen kreisförmigen Ring mit im wesentlichen dem­ selben Innendurchmesser wie der Außendurchmesser des Fußes der sphärischen Welle 4. Der Abschnitt 14 verläuft frei um die sphärische Welle, ehe er sich zu dem sphärischen Lager 5 hin erstreckt. Der stangenseitige Abschnitt 13 hat die Form eines Ringes mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Der Abschnitt 13 paßt damit glatt und dicht um den kurbel­ armseitigen kreisförmigen Ringabschnitt, wenn die sphärische Welle 4 in dem sphärischen Lager 5 angeordnet ist.

Der Biegeabschnitt 14 hat eine schalenartige Form. Da der Abschnitt 14 so auf dem Gelenkabschnitt 3 montiert ist, daß er in einigem Umfang zusammengedrückt und gebogen werden kann, entsteht eine elastische Kraft, wodurch beide offenen Enden der Abschnitte 12 und 13 in normalem Zustand gegen die ent­ sprechenden Stangen gedrückt werden. An der inneren Umfangs­ fläche des Biegeabschnittes 14 sind integral eine Mehrzahl von Streifen von dickeren Abschnitten 15, z.B. in Form von Rippen, angeformt, z.B. zwölf Streifen in der dargestellten Ausführungsform, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Ab­ ständen angeordnet sind und sich auf die Abschnitte 12, 13 zu erstrecken, die an beiden Enden des Abschnittes 14 ausgebil­ det sind. Das heißt, jeder Streifen oder jede Rippe 15 ver­ läuft im wesentlichen parallel zur Achse der sphärischen Welle 4 an der inneren Umfangsfläche des Abschnittes 14. Da diese verdickten Abschnitte oder Rippen 15 im wesentlichen bogen­ förmig ausgebildet sind (bezogen auf die Zeichenebene der Fig. 1 und 2), kann der Abschnitt 14 eine stärkere Kraft auf den kurbelarmseitigen Abschnitt 12 und den stangenseiti­ gen Abschnitt 13 ausüben. Ein streifenförmiger dünnerer Ab­ schnitt liegt jeweils zwischen benachbarten dicken Abschnitten oder Rippen 15, 15 an der inneren Umfangsfläche des Biegeab­ schnittes 14 und diese Streifen verlaufen parallel in axialer Richtung.

Nachfolgend wird die Betriebsweise dieser Ausführungsform beschrieben.

Wenn der Scheibenwischer die Frontscheibe abwischt, dreht sich der Kurbelarm 1 und die Stange 2 bewegt sich hin und her relativ zum Kurbelarm 1. Das sphärische Lager 5 dreht sich daher relativ zur sphärischen Welle 4.

Das Dichtelement 11 ermöglicht es, daß das sphärische La­ ger 5 rotiert, da die stangenseitige Abdeckung 13 und die kurbelarmseitige Abdeckung 12 entsprechend im nicht fixier­ ten Zustand in das Lager 5 und die Welle 4 passen bzw. an diese Teile angepaßt sind. Die Abschnitte 12 und 13 sind da­ her relativ gleitend und sie sind zuverlässig und sicher eng am Kurbelarm 1 gehalten, da sie gegen diesen und die Stange 2 durch die Rippen 15 angedrückt werden, die am Biegeabschnitt 14 ausgebildet sind. Das Dichtelement 11 hält daher zuverläs­ sig einen abgedichteten Zustand aufrecht.

Wie Fig. 2 zeigt, wenn der Kurbelarm 1 und die Stange 2 relativ zueinander sich verschwenken oder verdrehen, wird das sphärische Lager 5, an dem der stangenseitige Abschnitt 13 anliegt, gegen die Achse der Welle 4 geneigt. Es könnte da­ her ein Spalt an der Kontaktstelle zwischen dem Abschnitt 13 und der Stange 2 entstehen. Das heißt, wie Fig. 2 zeigt, wenn eine Seite des Raumes, der durch den Kurbelarm 1 und die Stan­ ge 2 umgrenzt ist (die rechte Seite in Fig. 2), schmaler ge­ macht wird, wird der entsprechende Abschnitt des Dichtelementes zusammengedrückt. Der entsprechende Abschnitt des Dichtelemen­ tes an der entgegengesetzten Seite (die linke Seite in Fig. 2) kann ebenfalls zusammengedrückt werden, wenn ein Teil des Dichtelementes stark beeinflußt wird durch eine Verformung des anderen Teiles des Dichtelementes. Wie Fig. 2 zeigt, wird der Raum oder Abstand auf der entgegengesetzten Seite breiter, weshalb, wenn der entsprechende Teil des Dichtelemen­ tes zusammengedrückt wird, der stangenseitige Abdeckabschnitt sich von dem sphärischen Lager löst und einen Spalt erzeugt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Ausführungsform je­ doch ist mit dem Biegeabschnitt 14 zwischen dem Abschnitt 12 und dem Abschnitt 13 des Dichtelementes 11 versehen. Dieser Biegeabschnitt 14 enthält dicke und dünne Abschnitte 15, 16, die sich abwechseln und sich vertikal erstrecken. Die Verformung des Dichtelementes 12 wird daher reduziert, die durch die Verformung des horizontal benachbarten Teiles induziert wird, wobei eine ausreichende vertikale elastische Kraft vorhanden ist, so daß der linke Abschnitt des Dichtele­ mentes nicht zusammengedrückt wird als Folge der Zusammen­ drückung des rechten Abschnittes, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das heißt, der stangenseitige Abdeckabschnitt 13 des Dicht­ elementes 11 kann sicher und zuverlässig über die gesamte Kontaktfläche der Stange 2 druckbeaufschlagt werden. Das Dichtelement hält somit die Abdichtung zuverlässig aufrecht.

Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt, es sind Änderungen und Modifikationen möglich. Beispielsweise kann Form und Struktur des kurbelarmseitigen oder stangenarmseitigen Abschnittes entsprechend Form und Aufbau des Gelenkabschnittes geändert und angepaßt werden. Der Biegeabschnitt kann in jeder geeigneten Form ausgebil­ det sein, die eine relative Verbiegung und Versetzung der beiden Abdeckabschnitte erlauben, beispielsweise kann der Abschnitt 14 in Form eines Balges ausgebildet sein. Die kon­ vexen oder konkaven Abschnitte, die in Form dicker oder dün­ ner Streifen oder Rippen an der Umfangsfläche des Biegeab­ schnittes ausgebildet sind, können auch an der Außenumfangs­ fläche des Biegeabschnittes liegen. Diese Abschnitte oder Rippen können auch in kleinen Abständen angeordnet sein, bei­ spielsweise in der Art von Riffelungen oder Nuten.

Die vorbeschriebene Ausführungsform betrifft eine Abdicht­ einrichtung für eine Gelenkverbindung einer Scheibenwisch­ einrichtung für ein Fahrzeug, ist jedoch hierauf nicht be­ schränkt, denn sie kann auch für beliebige andere Gelenk­ verbindungen verwendet werden, die drehbar ein Paar Stan­ gen verbinden.

Die Erfindung erlaubt es, die Gelenkverbindung oder den Verbindungsabschnitt zwischen einem Paar von Stangen, die drehbar zueinander sind, zuverlässig abzudichten. Die Le­ bensdauer solcher Gelenkverbindungen wird damit beträchtlich gesteigert.

Claims (4)

1. Dichtungseinrichtung für einen Gelenkabschnitt, der drehbar ein Paar Stangen verbindet, insbesondere für Scheibenwischanlagen von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch ein Dichtungselement aus einem elastischen Ma­ terial, Abdeckabschnitten an beiden Enden des Dichtungs­ elementes zum Abdecken der Stangen, die an beiden Enden des Dichtungselementes vorgesehen sind, ein Biegeelement zwischen den beiden Abdeckabschnitten und eine Mehrzahl von Streifen aus dünnen und dicken Abschnitten, die an dem Biegeabschnitt so ausgebildet sind, daß sich dicke und dünne Streifen abwechseln und sich auf beide Enden des Dichtungselementes zu erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicken Abschnitte an der Umfangsfläche des Biege­ abschnittes in regelmäßigen Abständen ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkabschnitt eine sphärische Welle aufweist, die mit einer der Stangen verbunden ist und die eine sphärische Oberfläche an wenigstens einem Teil ihrer Außenfläche hat, daß ferner ein sphärisches Lager vor­ gesehen ist mit einer sphärischen konkaven Fläche, die im wesentlichen denselben Krümmungsradius hat wie die sphärische Oberfläche der sphärischen Welle und die diese sphärische Oberfläche der sphärischen Welle so aufnimmt, daß das sphärische Lager sich in den drei Koordinaten­ richtungen drehen kann, daß ferner die Abdeckabschnitte an beiden Enden des Dichtungselementes entsprechend an den Seiten der sphärischen Welle und des sphärischen La­ gers so angebracht sind, daß die sphärische Welle und das sphärische Lager abgedichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicken und dünnen Abschnitte oder Rippen sich im wesentlichen parallel zu einer Achse der sphärischen Welle erstrecken.