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Die
Erfindung geht aus von einem Getriebe, das insbesondere zum Antrieb
von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen verwendet wird und die Merkmale
aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
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Solche
Getriebe werden in der Praxis in Elektromotoren eingebaut, die zum
Antrieb von Scheibenwischern in hohen Stückzahlen in der Automobilindustrie
verwendet werden. Druckschriftlich ist ein solches Getriebe zum
Beispiel durch die DE-PS 32 37 269 bekannt. Bei dem bisher benutzten
und in der genannten Schrift gezeigten Getriebe sind die beiden
Hebel der Schwinge mit Hilfe eines durchgehenden Lagerbolzens gelenkig
mit der Schubstange verbunden. Der Lagerbolzen befindet sich mit
einem mittleren Abschnitt bestimmten Durchmessers innerhalb einer
Bohrung der Schubstange und mit zwei seitlichen Abschnitten, deren
Durchmesser gegenüber
dem Durchmesser des mittleren Abschnitts verringert ist, in Bohrungen
der Hebel und ist über
den Hebeln verstemmt. Nachdem bei modernen Scheibenwischeranlagen
an der Abtriebswelle immer höhere
Drehmomente zur Verfügung
stehen müssen, hat
sich nun gezeigt, daß bei
den geforderten Drehmomenten die Gelenkstelle zwischen der Schwinge und
der Schubstange einem starken Verschleiß unterworfen ist, so daß nach einer
bestimmten Betriebsdauer zwischen dem Ritzel und dem Zahnsegment kein
optimaler Eingriff mehr gewährleistet
ist.
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Ferner
ist aus der DE-OS 34 14 842 eine Welle-Zahnrad-Befestigung bekannt, bei der eine Buchse
mit einer wellenförmigen
Außenverzahnung auf
eine scharfzahnige Antriebswelle aufgepreßt und sodann mit einem Kunststoffzahnrad
umspritzt wird. Beim Umspritzen der Außenverzahnung entsteht auch
an dem Zahnrad eine wellenförmige
Verzahnung, so daß das
Zahnrad nicht beschädigt
wird, wenn die Welle blockieren sollte. Eine Übertragung großer Drehmomente
erlaubt diese bekannte Welle-Nabe-Verbindung nicht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit den
Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß die Gelenkstelle
zwischen der Schwinge und der Schubstange auch hohen Anforderungen
genügt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei dem bekannten Getriebe
mit dem über
den Hebeln verstemmten Lagerbolzen nicht eindeutig festgelegt ist,
ob sich der Bolzen relativ zu den Hebeln der Schwinge oder zur Schubstange
dreht und daß deshalb
die Materialpaarungen nicht optimal ausgewählt werden können. Bei
einem erfindungsgemäßen Getriebe
ist nun durch die feste Verbindung zwischen dem Lagerelement und
einem Hebel gewährleistet,
daß eine
Drehung nur zwischen der Schubstange und dem Lagerelement stattfindet.
Das Material des Lagerelements kann nun so auf das Material der
Schubstange abgestimmt werden, daß die sich gegeneinander drehenden
Teile auch bei hohen senkrecht zur Gelenkachse wirkenden Kräften nur
einem geringen Verschleiß unterworfen
sind.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Getriebes kann man den
Unteransprüchen
entnehmen. Da die Schubstange zumindest im Bereich des Zahnsegments
aus einem harten Material besteht, besteht vorteilhafterweise jedes
Lagerelement aus einem harten Stahl. Insbesondere kann als Lagerelement
eine Lagernadel aus Wälzlagerstahl
verwendet werden. Da die Hebel der Schwinge normalerweise aus einem
weicheren Material gefertigt sind, als es Wälzlagerstahl ist, wird die Lagernadel
dann vorteilhafterweise durch eine plastische Verformung eines Hebels
mit diesem verbunden. So kann z. B. Material des Hebels in einer
Ringnut der Lagernadel eingestemmt sein. Es ist dann jedoch eine
zusätzliche
Bearbeitung der Lagernadel notwendig, um diese mit einer Ringnut
zu versehen. Bevorzugt wird deshalb eine Ausführung bei der ein Hebel mit
einer Bohrung auf die Lagernadel aufgepreßt ist. Für einen festen Sitz der Lagernadel
in der Bohrung des Hebels ist es ausreichend, wenn die Differenz
zwischen dem Durchmesser der Lagernadel und dem Durchmesser der
Bohrung im Bereich von 5/100 mm liegt, wobei die Durchmesser von
Lagernadel und Bohrung vorzugsweise etwa 6 mm betragen.
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Eine
feste Verbindung zwischen einem Hebel der Schwinge und einem Lagerelement
erhält man
auf sehr einfache Weise auch dadurch, daß das Lagerelement ein einstückig mit
dem Hebel verbundener und aus dem Hebel herausgeprägter Lagerzapfen
ist.
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Unabhängig davon,
ob die beiden Hebel der Schwinge auch im Bereich der Abtriebswelle
in einem festen Abstand zueinander gehalten sind oder nicht, ist
es von Vorteil, wenn die Hebel auch im Bereich der Gelenkstelle
zwischen der Schwinge und der Schubstange zusammengehalten werden.
Bei einer durchgehenden Lagernadel, mit der beide Hebel fest verbunden
sind, werden die Hebel von der Lagernadel zusammengehalten. Werden
als Lagerelemente Lagerzapfen verwendet, die aus den Hebeln herausgeprägt sind,
so besteht im Bereich der Gelenkstelle zwischen der Schwinge und
der Schubstange über
die Lagerelemente zunächst
keine Verbindung zwischen den beiden Hebeln. Es ist dann vorteilhaft,
wenn die beiden aus den Hebeln herausgeprägten Lagerzapfen hohl sind
und die beiden Hebel durch ein durch die hohlen Zapfen und die die Zapfen
aufnehmende Bohrung der Schubstange hindurch verlaufendes Verbindungselement
zusammengehalten sind. Bevorzugt wird ein Niet als Verbindungselement
benutzt. Dessen Nietköpfe
befinden sich dann vorteilhafterweise in den durch die Ausprägung der
Lagerzapfen entstandenen Vertiefungen der Hebel.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Getriebes
sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird
die Erfindung nun näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Teilschnitt durch ein Getriebe mit vom Prinzip her üblicher
Bauart und mit einer in die Hebel der Schwinge eingepreßten Lagernadel,
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2 einen
Schnitt längs
der Schwinge aus 1.
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3 eine
zweite Ausführung
mit einer Ringnut in der Lagernadel gemäß einem Teilschnitt nach 2 und
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4 eine
dritte Ausführung
mit aus den Hebeln der Schwinge ausgeprägten Lagerzapfen in einem Schnitt
gemäß 2.
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In 1 befindet
sich das Getriebe in einem topfförmigen
Getriebegehäuse 10,
das durch einen Deckel 11 verschlossen ist. In ein Lagerauge 12 des Getriebegehäuses 10 ist
ein Stehbolzen 13 eingepreßt, auf dem ein Schneckenrad 14 drehbeweglich gelagert
ist, das in bekannter Weise von einer Schnecke 15 angetrieben
wird, die Teil der Ankerwelle eines Elektromotors ist. An dem Schneckenrad 14 ist exzentrisch
ein Bolzen 16 drehbeweglich gelagert, an dem eine Schubstange 17 befestigt
ist. Der über das
Schneckenrad 14 vorstehende Abschnitt des Bolzens 16 kann
als Kurbelzapfen einer Kurbel betrachtet werden, deren Länge dem
Abstand der Achse des Bolzens 16 von der Achse des Stehbolzens 13 entspricht.
An ihrem dem Bolzen 16 entfernten Ende ist die Schubstange 17 als
Zahnsegment 18 ausgebil det und zentrisch zu diesem Zahnsegment schwenkbar
an einer insgesamt mit 19 bezeichneten Schwinge angelenkt.
Die Schwinge besteht aus zwei im Abstand zueinander gehaltenen Hebeln 20 und 21,
die zu beiden Seiten eines drehfest auf einer Abtriebswelle 22 sitzenden
Ritzels 23 drehbar auf der Abtriebswelle 22 gelagert
sind und auch das Zahnsegment 18 an der Schubstange 17 einrahmen.
Von der Schwinge 19 werden das Zahnsegment 18 und das
Ritzel 23, das ein vollständiges Zahnrad oder auch nur
ein Zahnsegment sein kann, in Eingriff miteinander gehalten. Der
Hebel 21 liegt auf seiner dem Ritzel 23 abgewandten
Seite auf einem an das Gehäuse 10 einstückig angeformten
und in das Innere des Gehäuses
vorspringenden Lagerauge 24 für die Abtriebswelle 22 auf.
Der Hebel 20 stützt
sich auf seiner dem Ritzel 23 abgewandten Seite über einen Ring 25 am
Deckel 11 ab. Somit sind die Hebel 20 und 21 im
Bereich der Abtriebswelle 22 auf beiden Seiten axial abgestützt und
können
deshalb kaum verkanten.
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Im
Betrieb dreht sich das Schneckenrad 14 und treibt über den
Bolzen 16 die Schubstange 17 pendelnd an. Die
pendelnde Bewegung der Schubstange 17 wird über das
Zahnsegment 18 und das Ritzel 23 auf die Abtriebswelle 22 übertragen,
auf der in bekannter Weise der Arm eines Wischhebels befestigt werden
kann.
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In 2 ist
das Gelenk zwischen der Schwinge 19 und der Schubstange 17 näher dargestellt.
Man erkennt eine Lagernadel 30 aus einem Wälzlagerstahl,
die jeweils miteinander fluchtende Bohrungen 31 und 32 in
den beiden Hebeln 20 und 21 der Schwinge 19 bzw.
in der Schubstange 17 durchsetzt. Der Durchmesser der Lagernadel
ist mit sehr geringen Toleranzen behaftet und schwankt zwischen
5,991 mm und 5,996 mm. Der Durchmesser der Bohrungen 31 in
den Hebeln 20 und 21 soll minimal 6,0 minus 0,068
mm und maximal 6,0 minus 0,050 mm sein, ist also um 0,05 mm kleiner
als der Durchmesser der Lagernadel 30. Bei der Montage werden
die Hebel 20 und 21 mit ihren Bohrungen 31 auf
die Lagernadel 30 aufgepreßt. Durch die Wahl der Durchmesser
von Lagernadel 30 und Bohrungen 31 wird eine feste,
sich auch nach langem Betrieb nicht lösende Verbindung zwischen den
Hebeln 20 und 21 der Schwinge 19 und
der Lagernadel 30 geschaffen. Die Bohrung 32 der
Schubstange 17 und die Lagernadel 30 sind in ihren
Durchmessern so aufeinander abgestimmt, daß die Schubstange 17 um die
Lagernadel 30 schwenkbar ist.
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Durch
die feste Verbindung zwischen den Hebeln 20 und 21 der
Schwinge 19 und der Lagernadel 30 wird erreicht,
daß definiert
eine Bewegung nur zwischen der harten Lagernadel und der zumindest im
Bereich des Zahnsegments 18 harten Schubstange 17 stattfindet.
Die vom Zahnsegment 18 in Richtung der Verbindungslinie
zwischen der Achse der Abtriebswelle 22 und der Achse der
Lagernadel 30 auf die Lagernadel 30 ausgeübten Kräfte führen deshalb
auch nach langem Betrieb nicht zu einem wesentlichen Verschleiß an einem
der beiden genannten Teile. Durch die Preßsitze zwischen den Hebeln 20 und 21 der
Schwinge 19 und der Lagernadel 30 wird außerdem ein
fester Abstand der beiden Hebel ohne einen komplizierten gestuften
und zu verstemmenden Bolzen erreicht. Dabei muß darauf hingewiesen werden,
daß eine
harte Lagernadel ohnehin nur mit großen Kräften und entsprechendem Verschleiß am Werkzeug
verstemmt werden könnte.
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Bei
der Ausführung
nach 3 ist eine Lagernadel 30 an ihren beiden
Enden jeweils mit einer Ringnut 40 versehen, in die durch
Verstemmen Material der beiden Hebel 20 und 21 eingedrückt ist.
Auf diese Weise erhält
man eine feste Verbindung zwischen den Hebeln 20 und 21 und
der Lagernadel 30 auch dann, wenn der Durchmesser der Lagernadel nicht
um so vieles größer ist
als derjenige der Bohrung 31 wie bei der Ausführung nach
den 1 und 2. Der Durchmesser der Bohrung 31 kann
sogar größer als
derjenige der Lagernadel 30 sein, so daß sich die Hebel 20 und 21 leicht über die
Lagernadel 30 schieben lassen. Die Hebel bestehen aus relativ weichem
Material, das mit wenig Aufwand verstemmt werden kann.
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Bei
der Ausführung
nach 4 ist aus jedem Hebel 20 bzw. 21 der
Schwinge 19 einstückig
ein Lagerzapfen 50 durch spanlose Verformung herausgeprägt, der
in die Bohrung 32 der Schubstange 17 hineinragt
und darin vom Lagerzapfen des gegenüberliegenden Hebels noch einen
kleinen Abstand besitzt. Durch die Einstückigkeit der Lagerzapfen 50 mit den
Hebeln 20 und 21 ist natürlich eine feste Verbindung
zwischen den Lagerzapfen und den Hebeln gegeben. Damit die Lagerzapfen
nicht zu sehr verschleißen,
können
die Hebel 20 und 21 zumindest im Bereich der Lagerzapfen
gehärtet
sein, sofern auch die Schubstange 17 aus einem gehärteten Material besteht.
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Die
beiden Lagerzapfen 50 sind durchbohrt und dadurch zu Hohlzapfen
geworden. Ein Rohrniet 51 ist durch sie hindurchgesteckt
und an seinen Enden umgebördelt.
Die beiden Nietköpfe 53 sind
in Vertiefungen 52 der Hebel 20 und 21 versenkt,
die beim Ausprägen
der Lagerzapfen 50 entstanden sind. Durch den Niet 51 werden
die beiden Hebel 20 und 21 der Schwinge 19 im
Bereich des Gelenks zwischen dieser Schwinge und der Schubstange 17 zusammengehalten.