PL201744B1 - Element nośny z gniazdem dla napędu wycieraczki i punktami obsadzenia łożyska wycieraczki oraz punktami zamocowania do montażu w samochodzie - Google Patents

Abstract

1. Element no sny z gniazdem dla nap edu wycieraczki i punktami obsadzenia lozyska wycieraczki oraz punktami zamocowania do mon- ta zu w samochodzie, znamienny tym, ze ele- ment no sny (10) sk lada si e z co najmniej dwóch cz esci sk ladowych, przy czym maj aca kszta lt miskowaty cz esc gi eta (18) z blachy jest pola- czona za pomoc a wtrysku z korpusem (20) z tworzywa sztucznego, stanowi acym od we- wn atrz podparcie dla cz esci gi etej (18) z blachy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element nośny z gniazdem dla napędu wycieraczki i punktami obsadzenia łożyska wycieraczki oraz punktami zamocowania do montażu w samochodzie.

Urządzenia z kilkoma wycieraczkami do szyb samochodowych są swymi łożyskami mocowane bezpośrednio lub pośrednio poprzez element nośny do nadwozia samochodu. Element nośny względnie rurowy element nośny - jeżeli wspornik wycieraczki zawiera także puste wewnątrz elementy rurowe - zawiera element nośny dla silnika, na którym umieszczony jest napęd wycieraczki z silnikiem oraz zamontowaną na nim przekładnią. Wał wyjściowy przekładni jest osadzony w tulei i napędza z reguły poprzez korbę i drążki przegubowe następne korby, połączone na stałe z wałkiem napędowym dla każdej wycieraczki.

Ponadto możliwe jest napędzanie silnikiem tylko wałka napędowego jednej wycieraczki, natomiast druga wycieraczka może być połączona z pierwszą poprzez poczwórną przekładnię przegubową i zaopatrzona w oś łożyskową. Przyporządkowany wycieraczce wałek napędowy względnie oś łożyskowa jest osadzona w łożysku wycieraczki. Zamieszczony poniżej opis odnoszący się do wałka napędowego, dotyczy także osi łożyskowej, chociaż nie jest ona wyraźnie wymieniana.

Korpusy łożyska są zamocowane lub uformowane na końcach elementu nośnego. Element nośny ustala położenie napędu wycieraczek względem łożysk i przejmuje w zasadzie siły napędowe, wytwarzane przez napęd wycieraczek. Poza tym wyznacza ona kąt przystawienia osi łożyska wycieraczki do szyby samochodu, a zatem zgrubną pozycję pióra wycieraczki. Stabilność kształtu w okresie pracy w ekstremalnych warunkach, na przykład działania temperatur, w sytuacjach zablokowania pod ciężarem śniegu, przy drganiach, wstrząsach i innych, jest zatem bardzo istotna dla skuteczności wycierania. Ponadto element nośny służy do wstępnego montażu elementów napędowych, ułatwiając montaż na samochodzie.

Z niemieckiego opisu wzoru uż ytkowego nr 74 34 119 znany jest rurowy element nośny, wykonany z rury o przekroju czworokątnym, do której przyspawana jest płyta służąca jako element nośny dla silnika. Na każdym z końców rury o przekroju czworokątnym zamocowane jest łożysko wycieraczki. W tym celu korpus łożyska wycieraczki ma nasadki, osadzone w elemencie nośnym i zamocowane przy użyciu śrub lub nitów ukośnych. Ponadto nasadka może być lekko stożkowa, zaś rura elementu nośnego zamocowana na zasadzie dokładnego wtłaczania. Tego typu rurowe elementy nośne lub urządzenia w postaci ram zbudowanych z rur są mimo lekkiej konstrukcji bardzo stabilne, jednak wymagają licznych operacji montażowych, zaś miejsca połączeń trzeba starannie kontrolować. Ze względów ekonomicznych dąży się do zastosowania prostej rury nośnej, która nie wymaga wstępnego gięcia.

Ponadto z europejskiego opisu patentowego nr EP 06 899 75 A1 znany jest rurowy element nośny z elementem nośnym dla silnika. Składa się on z dwóch części, stanowiących swe lustrzane odbicie, zaopatrzone od strony rury elementu nośnego we wgłębienia, w których osadzona jest rura elementu nośnego. Wgłębienia otaczają rurę elementu nośnego w zakresie kąta wynoszącego około 180°, w związku z czym oba wgłębienia otaczają łącznie rurę elementu nośnego na całym obwodzie. Przy montażu obie części elementu nośnego dla silnika są układane wokół rury elementu nośnego i łączone ze sobą , na przykł ad mechanicznie, za pomoc ą klejenia lub połączenia termicznego. Rura elementu nośnego jest przy tym unieruchomiona względem elementu nośnego dla silnika w kierunku obwodowym i w kierunku osiowym kształtowo i/lub materiałowo za pomocą klejenia. Dwie części elementu nośnego dla silnika mogą być wykonane z tworzywa sztucznego lub metalu, a także w jednej z odmian tego rozwiązania mogą być połączone w cał o ść.

Elementy nośne złożone z wielu części mają liczne miejsca podziału, których tolerancje sumują się w pewną tolerancję całkowitą. Aby zachować wystarczającą jakość, należy założyć wąskie tolerancje dla poszczególnych części, co zwiększa koszty wykonania. Odchylenia od optymalnego położenia kątowego i pozycji łożysk wycieraczek w odniesieniu do silnika wycieraczek i/lub szyby samochodu mogą powodować zwiększenie sił napędowych i pogorszenie rezultatów wycierania. Dodatkowo liczne operacje montażowe podwyższają koszty montażu.

Znane są również elementy nośne w postaci odlewów ciśnieniowych, zawierających odlewany korpus nośny ze wzmocnieniem o strukturze plastra miodu. Otwory do umieszczenia napędu wycieraczek i łożysk wycieraczek oraz punkty zamocowania, przeznaczone do montażu w samochodzie, są z reguł y wykonane integralnie. Podczas gdy punkty obsadzenia ł o żysk są ukształ towane na elemencie nośnym i w dużej części są odlane na gotowo, elementy odłączające należy zamontować. W porówPL 201 744 B1 naniu do blachy materiał jest droższy i ma mniejszą wytrzymałość, zwłaszcza na obciążenia dynamiczne.

Niewielką ilość części mają elementy nośne z tworzywa sztucznego. Punkty obsadzenia łożysk mogą być częściowo kształtowane podczas wytwarzania metodą wtrysku do końcowej postaci. Materiał ma jednak, ogólnie rzecz biorąc, mniejszą wytrzymałość, zwłaszcza zaś niedostateczną stabilność kształtu, w związku z czym jego ustawienia mogą ulegać znacznym zmianom pod obciążeniem. Ponadto tworzywa sztuczne wykazują niekorzystny przebieg starzenia i niewielką odporność na temperaturę. Ulegają one skurczowi, pęcznieniu i stają się kruche wraz z upływem czasu, zmieniając swe własności wytrzymałościowe zwłaszcza w ekstremalnych warunkach. Aby osiągnąć wyższą wytrzymałość elementu nośnego, tworzywo sztuczne trzeba wzmocnić włóknami, na przykład włóknami szklanymi lub węglowymi. Tworzywa wzmacniane włóknami cechują się wysokimi kosztami wytwarzania, ponieważ wymagają specjalnych technologii. Poza tym w niskich temperaturach wykazują tendencję do kruchego pękania.

Element nośny z gniazdem dla napędu wycieraczki i punktami obsadzenia łożyska wycieraczki oraz punktami zamocowania do montażu w samochodzie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element nośny składa się z co najmniej dwóch części składowych, przy czym mająca kształt miskowaty część gięta z blachy jest połączona za pomocą wtrysku z korpusem z tworzywa sztucznego, stanowiącym od wewnątrz podparcie dla części giętej z blachy.

Korzystnie pomiędzy częścią giętą z blachy i korpusem z tworzywa sztucznego znajdują się elementy połączenia kształtowego.

Korzystnie część gięta z blachy jest z ocynkowanej stali lub aluminium i ma przekrój w kształcie litery U.

Korzystnie część gięta o przekroju w kształcie litery U ma żebro łączące oba ramiona, które leży w płaszczyźnie o największych obciążeniach siłami rozciągającymi.

Korzystnie część gięta z blachy w obszarze punktu obsadzenia łożyska wycieraczki i/lub gniazda dla napędu wycieraczki i/lub punktu zamocowania ma wybrania, z którymi połączone są cylindryczne króćce.

Korzystnie króćce są uformowane na części giętej z blachy.

Korzystnie część gięta z blachy ma otwory i/lub przetłoczenia, pokryte metodą wtrysku.

Korzystnie część gięta z blachy w obszarze wybrań, otworów i/lub przetłoczeń jest pokryta metodą wtrysku z obu stron na dużej powierzchni.

Korzystnie otwory stanowią przy formowaniu wtryskowym kanały wtryskowe.

Korzystnie otaczający korpus z tworzywa sztucznego jest z nie wzmacnianego tworzywa sztucznego i ma częściowo użebrowanie.

Korzystnie korpus z tworzywa sztucznego ma odlane na gotowo punkty obsadzenia łożyska, wystające od góry i od dołu poza króćce części giętej z blachy.

Korzystnie w króćce wciśnięte są, stanowiące ich przedłużenie, tuleje do wzmocnienia punktów obsadzenia łożysk.

Korzystnie punkty obsadzenia łożysk mają rowki smarowe.

Korzystnie w obszarze wybrań punktów mocujących na części giętej z blachy lub na korpusie z tworzywa sztucznego naniesione są wtryskowo elementy odłączają ce.

Ponieważ element nośny według wynalazku składa się z co najmniej dwóch części składowych, przy czym mająca kształt miskowaty część gięta z blachy jest połączona za pomocą wtrysku z korpusem z tworzywa sztucznego, stanowiącym od wewnątrz podparcie dla części giętej z blachy, zaś gniazdo dla napędu wycieraczki i punkty obsadzenia łożysk wycieraczek oraz punkty zamocowania do montażu w samochodzie są korzystnie zintegrowane, można je wykonać w jednej operacji. Pozwala to zachować niewielkie tolerancje w odniesieniu do pozycji i ustawienia kątowego.

Część gięta z blachy zapewnia, dzięki miseczkowemu ukształtowaniu, trwałą stabilność kształtu i wytrzymał o ść nawet przy duż ych dynamicznych naprężeniach zginaj ących, przy czym korpus z tworzywa sztucznego wraz z częścią giętą z blachy zapewnia dużą wytrzymałość na skręcanie. Już podczas formowania korpusu z tworzywa sztucznego metodą wtrysku część gięta z blachy zapobiega w duż ej mierze skurczowi tworzywa podczas chł odzenia, co pozwala osią gnąć wysoką dokł adność w odniesieniu do odstępów pomiędzy punktami obsadzenia łożysk i kątów. Ponieważ część gięta z blachy nie starzeje się ani nie pęcznieje, wymiary i wytrzymałość pozostają zachowane mimo upływu czasu. Element nośny wyznacza kąt przystawienia osi łożysk do szyby samochodu. Dlatego też sta4

PL 201 744 B1 bilny kształt elementu nośnego zapewnia dokładne ustawienie położenia kątowego oraz zawsze dobre rezultaty wycierania.

Połączenie cienkościennej części giętej z blachy z tworzywem sztucznym charakteryzuje się lekkością, a mimo to jest wytrzymałe na zginanie i skręcanie, dzięki czemu element nośny ma niewielki ciężar. Z reguły wystarczające jest wykonanie korpusu z tworzywa sztucznego nie wzmacnianego włóknami, jednak można również stosować tworzywo sztuczne wzmacniane włóknami szklanymi lub węglowymi. Tworzywo sztuczne nie wzmacniane włóknami ma tę zaletę, że jest łatwiejsze do przetwarzania, w niskich temperaturach pozostaje stosunkowo elastyczne i nie wykazuje tendencji do kruchego pękania. Sam korpus z tworzywa sztucznego jest łatwy do wykonania, jako że jest częściowo zaopatrzony w żebra lub ma postać pustego wewnątrz elementu kształtowego. Duża wysokość przekroju zapewnia przy niskim zużyciu materiału i niewielkim ciężarze dobrą wytrzymałość elementu nośnego na skręcanie. Ponadto można zrezygnować z rowków w części giętej z blachy, która to część już dzięki ukształtowaniu w postaci miski ma wysoką wytrzymałość na zginanie. Korpus z tworzywa sztucznego jest przy tym korzystnie umieszczony przeważnie na tej stronie elementu nośnego, która podlega z reguły obciążeniom ściskającym, natomiast część gięta z blachy o wyraźnie wyższej wytrzymałości na rozciąganie znajduje się zwłaszcza w obszarze działania sił rozciągających. Ponieważ dużej wytrzymałości części giętej z blachy na rozciąganie towarzyszy niewielki ciężar korpusu z tworzywa sztucznego, osiąga się w rezultacie niewielką objętość i ciężar przy znacznej stabilności kształtu.

Dzięki zastosowaniu metody wtrysku korpus z tworzywa sztucznego jest związany materiałowo z częścią giętą z blachy. Aby wzmocnić i utrwalić połączenie między częściami składowymi, pomiędzy częściami składowymi umieszczone są elementy połączenia kształtowego, korzystnie otwory lub przetłoczenia części giętej z blachy, wchodzące w korpus z tworzywa sztucznego. Otwory można wykorzystać podczas formowania wtryskowego jako kanały wtryskowe dla tworzywa sztucznego.

Ponadto korpus z tworzywa sztucznego może przyczyniać się do zabezpieczenia przed korozją, jeżeli część gięta z tworzywa sztucznego jest z obu stron osłonięta na dużej powierzchni lub całkowicie zalana tworzywem. Celem zabezpieczenia przed korozją część gięta z blachy jest korzystnie wykonana z ocynkowanej stali, aluminium lub stopu aluminium. Korpus z tworzywa sztucznego zapobiega korozji stykowej, jaka mogłaby wystąpić w punktach zamocowania.

W celu wbudowania łoż yska wycieraczki i/lub gniazda dla napędu wycieraczki i/lub punktu zamocowania część gięta z blachy ma w tym obszarze wybrania, z którymi połączone są cylindryczne króćce, korzystnie uformowane na tej części. Przy formowaniu korpusu z tworzywa sztucznego metodą wtrysku króćce te są tak otaczane tworzywem, że powstają gotowe punkty obsadzenia łożysk, które wystają poza króćce od góry i od dołu. Tworzywo sztuczne korpusu służy jednocześnie jako materiał łożyska. Można w nim także wykonać potrzebne rowki smarowe. Dzięki temu, przy odpowiednim doborze tworzywa sztucznego zbędny jest montaż dodatkowych tulei łożyskowych oraz obróbka wykańczająca punktów obsadzenia łożysk. Dobre własności poślizgowe i odporność tworzywa na ścieranie wydłużają jednocześnie okres użytkowania i zmniejszają emisję hałasu.

Wykorzystując zamocowanie, potrzebne do formowania korpusu z tworzywa sztucznego metodą wtrysku, można później lub przy odpowiednim doborze materiału również jednocześnie uformować metodą wtrysku drugi, elastyczny komponent materiałowy, z którego tworzy się elementy odłączające. Pociąga to za sobą dalsze zmniejszenie liczby pojedynczych części, a co za tym idzie, ograniczenie liczby operacji montażowych. Wykluczone są również błędy wynikające z nieprawidłowego montażu.

Pozostałe zalety wynalazku wynikają z poniższego opisu rysunku, na którym przedstawione są przykłady wykonania wynalazku. Rysunek, opis i zastrzeżenia zawierają kombinację licznych cech. Specjalista może także rozważać zastosowanie poszczególnych cech oddzielnie i łączyć je w inne korzystne kombinacje. Na rysunku fig. 1 przedstawia element nośny w widoku perspektywicznym, fig. 2 - przekrój wzdłuż linii II-II na fig. 1, fig. 3 - element nośny w częściowym przekroju wzdłużnym w obszarze punktu obsadzenia ł o ż yska, fig. 4 - przekrój wzdł u ż linii IV-IV na fig. 1, fig. 5 - wariant elementu nośnego z fig. 4, oraz fig. 6 - wariant elementu nośnego z fig. 4 z uformowanym elementem odłączającym.

Element nośny 10 ma gniazdo 12 dla napędu wycieraczki, co najmniej jeden punkt obsadzenia 14 łożyska wycieraczki i co najmniej jeden punkt zamocowania 16, przeznaczony do montażu elementu nośnego w samochodzie (fig. 1). Element nośny 10 ma cienkościenną część giętą 18 z blachy, na przykład z aluminium, stopu aluminium lub ocynkowanej stali, oraz korpus 20 z tworzywa sztucznego.

Obie części składowe są połączone ze sobą materiałowo i kształtowo.

PL 201 744 B1

Część gięta 18 z blachy ma postać miski o przekroju w kształcie litery U (fig. 2). Element nośny 10 podlega naprężeniom zwłaszcza zginającym i skręcającym. Dlatego też przekrój części giętej 18 z blachy, mający kształt litery U, jest tak dobrany, że żebro łączące 46 leży pomiędzy ramionami 44 w płaszczyźnie, w której w przypadku normalnego obciążenia występują siły rozciągające, przejmowane przez część giętą 18 z blachy, mającą wysoką wytrzymałość na rozciąganie, bez znaczącego jej odkształcenia.

Korpus 20 z tworzywa sztucznego jest z reguły wykonany z nie wzmacnianego włóknami tworzywa sztucznego i nałożony metodą wtrysku na część giętą 18 z blachy. Wewnątrz mającego kształt litery U przekroju części giętej 18 z blachy, zatem pomiędzy żebrem łączącym 46 i ramionami 44, korpus 20 z tworzywa sztucznego ma żebra 48 i przestrzenie pośrednie 30, otwarte lub zamknięte od spodu. Szczególnie korzystne jest przy tym użebrowanie o strukturze plastra miodu, ponieważ wykazuje w przybliżeniu jednakowo stabilny kształt pod działaniem sił z różnych kierunków.

Korpus 20 z tworzywa sztucznego, który w przypadku zginania przejmuje głównie siły ściskające, zwiększa w istotnym stopniu wytrzymałości elementu nośnego 10 na skręcanie, w związku z czym element nośny 10 wykazuje wysoką stabilność kształtu w odniesieniu zarówno do naprężeń zginających, jak też do naprężeń skręcających.

Dzięki zastosowaniu metody wtrysku korpus 20 z tworzywa sztucznego jest połączony materiałowo z częścią giętą 18 z blachy. Ponadto miskowy kształt części giętej 18 z blachy oraz wybrania 52, 54 w punktach obsadzenia 14 łożysk i punktach zamocowania 16 zapewniają swego rodzaju połączenie kształtowe. Aby polepszyć połączenie kształtowe między obiema częściami składowymi, część gięta 18 z blachy ma na żebrze łączącym 46 kilka otworów 40, zaś na ramionach 44 kilka przetłoczeń 42, które są pokryte wtryskiwanym tworzywem.

Część gięta 18 z blachy ma w obszarze punktu obsadzenia 14 łożyska wycieraczki i/lub gniazda 12 dla napędu wycieraczki i/lub punktu zamocowania 16 wybrania 52, 54, na których ukształtowane są cylindryczne króćce 24. Na fig. 3 widać punkt obsadzenia 14 łożyska w przekroju. Cylindryczny króciec 22 jest pokryty wtryskowo tworzywem przy wytwarzaniu korpusu 20 z tworzywa sztucznego tak, że powstaje gotowy punkt obsadzenia 14 łożyska wycieraczki. Nałożona metodą wtrysku tuleja 56 z tworzywa sztucznego wystaje poza króciec 22 w kierunku strzałki 58. Dolna powierzchnia 62 części giętej 18 z blachy jest przy tym całkowicie otoczona korpusem 20 z tworzywa sztucznego, którego część stanowi tuleja 56. Na górnej powierzchni 60 część gięta 18 z blachy ma natomiast powłokę z tworzywa jedynie w obszarze króćców 22, co stanowi drugą część tulei 56. Ta część tulei 56 ma od strony części giętej 18 z blachy uformowaną powierzchnię oporową 36. Ta powiększona powierzchnia podparcia podtrzymuje punkt obsadzenia 14 łożyska w odniesieniu do momentów zginających i skręcających.

Do dodatkowego usztywnienia punktu obsadzenia 14 łożyska służy wciśnięta w króciec 22 tuleja 28. Na wewnętrznej średnicy 32 tulei 56 punkt obsadzenia 14 łożyska ma kilka osiowych rowków smarowych 26. Jednak tylko na czołowej powierzchni 34 tulei 56 znajduje się otwór rowków smarowych 26 do zalewania środkiem smarowym.

W ramach wynalazku przewidzianych jest kilka wariantów ukształtowanych króćców 22 dla punktów obsadzenia 14 łożyska i króćców 24 dla punktów zamocowania 16. Na fig. 4 króćce 22, 24 wystają poza część giętą 18 z blachy, natomiast na fig. 5 są one ukształtowane na dolnej powierzchni 62 i ustawione w przeciwnym kierunku.

W obszarze punktów zamocowania 16 uformowane króćce 24 są pokryte metodą wtrysku drugim elastycznym składnikiem, z którego wykonane są elementy odłączające 38. Przy odpowiednim wykonaniu są one nakładane na część giętą 18 z blachy metodą wtrysku jednocześnie z tworzywem sztucznym lub później. W przykładzie wykonania widocznym na fig. 6 punkt zamocowania utworzony jest z korpusu 20 z tworzywa sztucznego, zaopatrzonego w uformowany króciec 50 z nałożonym metodą wtrysku elementem odłączającym 38.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element nośny z gniazdem dla napędu wycieraczki i punktami obsadzenia łożyska wycieraczki oraz punktami zamocowania do montażu w samochodzie, znamienny tym, że element nośny (10) składa się z co najmniej dwóch części składowych, przy czym mająca kształt miskowaty część gięta (18)

   PL 201 744 B1 z blachy jest połączona za pomocą wtrysku z korpusem (20) z tworzywa sztucznego, stanowiącym od wewnątrz podparcie dla części giętej (18) z blachy.
2. 2. Element nośny według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy częścią giętą (18) z blachy i korpusem (20) z tworzywa sztucznego znajdują się elementy połączenia kształtowego.
3. 3. Element nośny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że część gięta (18) z blachy jest z ocynkowanej stali lub aluminium i ma przekrój w kształcie litery U.
4. 4. Element nośny według zastrz. 3, znamienny tym, że część gięta (18) o przekroju w kształcie litery U ma żebro łączące (46) oba ramiona (44), korę leży w płaszczyźnie o największych obciążeniach siłami rozciągającymi.
5. 5. Element nośny według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że część gięta (18) z blachy w obszarze punktu obsadzenia (14) łożyska wycieraczki i/lub gniazda (12) dla napędu wycieraczki i/lub punktu zamocowania (16) ma wybrania (52, 54), z którymi połączone są cylindryczne króćce (22, 24).
6. 6. Element nośny według zastrz. 5, znamienny tym, że króćce (22, 24) są uformowane na części giętej (18) z blachy.
7. 7. Element nośny według zastrz. 1, znamienny tym, że część gięta (18) z blachy ma otwory (40) i/lub przetłoczenia (42), pokryte metodą wtrysku.
8. 8. Element nośny według zastrz. 5 albo 7, znamienny tym, że część gięta (18) z blachy w obszarze wybrań (52, 54), otworów (40) i/lub przetłoczeń (42) jest pokryta metodą wtrysku z obu stron.
9. 9. Element nośny według zastrz. 1, znamienny tym, że otaczający korpus (20) z tworzywa sztucznego jest z nie wzmacnianego tworzywa sztucznego i ma częściowo użebrowanie (18).
10. 10. Element nośny według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (20) z tworzywa sztucznego ma odlane na gotowo punkty obsadzenia (14) łożyska, wystające od góry i od dołu poza króćce (22) części giętej (18) z blachy.
11. 11. Element nośny według zastrz. 6, znamienny tym, że w króćce (22) wciśnięte są, stanowiące ich przedłużenie, tuleje (28) do wzmocnienia punktów obsadzenia (14) łożysk.
12. 12. Element nośny według zastrz. 1, znamienny tym, że punkty obsadzenia (14) łożysk mają rowki smarowe (26).
13. 13. Element nośny według zastrz. 5, znamienny tym, że w obszarze wybrań (52, 54) punktów mocujących (16) na części giętej (18) z blachy lub na korpusie (20) z tworzywa sztucznego naniesione są wtryskowo elementy odłączające (38).