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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Abtriebswellenanordnung, insbesondere für einen
Scheibenwischerantrieb, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, einen Scheibenwischerantrieb gemäß Anspruch
7 sowie ein Verfahren zum axialen Sichern einer Abtriebswelle einer
Abtriebswellenanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 8.
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Bei
im Kraftfahrzeugbereich zum Einsatz kommenden Abtriebswellenanordnungen
wird zur axialen Sicherung der Abtriebswelle eine so genannte Speednut
(Federlaschenscheibe) verwendet, die durch Verkrallen in zuvor in
die Abtriebswelle eingearbeitete Rillen einen Formschluss zur Abtriebswelle realisiert. Üblicherweise
stützt
sich die Speednut nach der Fixierung mit einer ringförmigen Abstützfläche auf
einer Lagerbuchse ab, die die Abstützkraft in ein Getriebegehäuse einleitet.
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Nachteilig
bei der bekannten Abtriebswellenanordnung ist die Notwendigkeit,
eine Vielzahl von festigkeitsreduzierenden Rillen in die Abtriebswelle einbringen
zu müssen.
Ferner ist von Nachteil, dass es aufgrund der ein Verkrallen ermöglichenden Scharfkantigkeit
der Speednut bei der Montage zu möglichen Vorschädigungen
der Abtriebswelle kommen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Abtriebswellenanordnung
vorzuschlagen, die einerseits einfach herstellbar ist und bei der
andererseits Vorschädigungen
der Abtriebswelle bei der axialen Sicherung, zumindest weitgehend, vermieden
werden können.
Ferner besteht die Aufgabe darin, einen Scheibenwischerantrieb mit
einer entsprechend verbesserten Abtriebswellenanordnung sowie ein
Verfahren zum axialen Sichern einer Abtriebswelle einer Abtriebswellenanordnung
vorzuschlagen.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich der Abtriebswellenanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, hinsichtlich des Scheibenwischerantriebes mit den Merkmalen
des Anspruchs 7 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen
des Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten
Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte
Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart
gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale
als vorrichtungsgemäß offenbart
gelten und beanspruchbar sein.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, anstelle von einer Vielzahl
in axialer Richtung beabstandeter Rillen zum Zusammenwirken mit
einer scharfkantigen Speednut an die Ab triebswelle durch ein Rollierverfahren
einen, vorzugsweise einzigen, umlaufenden Rollierkragen zu formen,
mit dem sich die Abtriebswelle in axialer Richtung zur Realisierung der
Sicherungsfunktion abstützen
kann. Durch das Vorsehen des in der Art eines Umfangsbundes ausgebildeten
Rollierkragens können
sowohl die Vielzahl von festigkeitsreduzierenden Rillen als auch
die im Stand der Technik mit diesen Rillen zusammenwirkende Speednut
entfallen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer nach dem Konzept
der Erfindung ausgebildeten Abtriebswellenanordnung besteht darin,
die Axialsicherung an einer definierten Position relativ zur Abtriebswelle
anzuordnen, was im Stand der Technik nicht realisierbar ist, da
nicht vorhersagbar ist, in welche der Vielzahl von Rillen die Speednut
im Endeffekt formschlüssig
eingreift.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass dem
umlaufenden Rollierkragen an der, vorzugsweise aus Metall ausgebildeten,
Abtriebswelle eine Unterlegscheibe als Widerlager zugeordnet ist,
an der sich die Abtriebswelle mit ihrem Rollierkragen in axialer
Richtung zur Realisierung der Axialsicherungsfunktion abstützt.
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Ganz
besonders bevorzugt ist es, wenn die Unterlegscheibe, insbesondere
stirnseitig, auf einer Lagerbuchse, vorzugsweise einer Exzenterbuchse, aufliegt,
die die Abtriebswelle relativ zum Gehäuse der Abtriebswellenanordnung
drehbar lagert. Dabei ist eine Ausführungsform besonders bevorzugt,
bei der sich die Lagerbuchse mit einem, vorzugsweise endseitigen,
Umfangsbund in axialer Richtung am Gehäuse, vorzugsweise am Rand einer
das Gehäuse
durchsetzenden, die Abtriebswelle aufnehmenden, Gehäuseöffnung abstützt.
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Um
eine optimale Dichtheit der Abtriebswellenanordnung zu gewährleisten
und somit ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich radial
zwischen der Lagerbuchse und der Abtriebswelle und damit in das
Gehäuse
zu vermeiden, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen,
dass axial zwischen der Lagerbuchse und der Unterlegscheibe eine
Ringdichtung vorgesehen ist, die sich rund um die Abtriebswelle
erstreckt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Ringdichtung
radial innen dichtend an der relativ zur Ringdichtung verdrehbaren Abtriebswelle
anliegt.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei der die Abtriebswelle nicht unmittelbar eine Motorwelle bildet,
sondern bei der die Abtriebswelle über ein Getriebe, vorzugsweise
ein Schneckengetriebe, angetrieben wird, wobei der Abtriebswelle
ein, vorzugsweise als Schneckenrad ausgebildetes, Abtriebsrad zugeordnet
ist, an dem die Abtriebswelle drehfest festgelegt ist.
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Um
das auf die Abtriebswelle, vorzugsweise mittels eines Schneckengetriebes, übertragene Drehmoment
für eine
spezifische Applikation weitergeben zu können, ist in Weiterbildung
der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Abtriebswelle an
ihrem freien, aus dem Gehäuse
herausragenden, Ende mit einem Gewinde versehen ist, an dem beispielsweise
eine Motorkurbel eines Wischerantriebs oder unmittelbar ein Wischerarm
festlegbar ist.
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Die
Erfindung führt
auch auf einen Scheibenwischerantrieb mit einem, vorzugsweise als
Reversiermotor ausgebildeten, Elektromotor, wobei dem Elektromotor
ein, vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebildetes, Getriebe
nachgeschaltet ist, welches die nach dem Konzept der Erfindung ausgebilde te
Abtriebswellenanordnung drehmomentübertragend antreibt. Dabei
ist die Abtriebswellenanordnung wie zuvor beschrieben ausgebildet,
d. h. die Abtriebswelle weist einen durch einen Rolliervorgang hergestellten
Rollierkragen auf, mit dem sich die Abtriebswelle in axialer Richtung,
vorzugsweise an einer Unterlegscheibe, oder einem Umfangsbund einer
Lagerbuchse oder unmittelbar an einem Gehäuse der Lageranordnung bzw.
des Scheibenwischerantriebs abstützt.
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Ferner
führt die
Erfindung auf ein Verfahren zur axialen Sicherung einer Abtriebswelle
einer Abtriebswellenanordnung in mindestens eine Axialrichtung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass an die Abtriebswelle zum axialen Abstützen derselben ein Rollierkragen
durch Rollieren angeformt wird. Mit Hilfe dieses Rollierkragens
kann sich die Abtriebswelle, vorzugsweise an einer Unterlegscheibe,
in axialer Richtung abstützen.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform
des Verfahrens, bei der die Abtriebswelle, zumindest zeitweise,
während
des Rolliervorgangs axialkraftbeaufschlagt wird und zwar in die
Axialrichtung, die der Axialrichtung, in die der Rollierkragen bei
fertig gestellter Abtriebswellenanordnung sichernd wirkt, um die
Abtriebswelle in ihrer Sicherungsposition (etwas) vorzuspannen und
somit eine definierte Axialsicherungsposition zu realisieren. Bevorzugt
erfolgt die Axialkraftbeaufschlagung dabei durch die Realisierung
einer Zugkraftbeaufschlagung, wobei es besonders bevorzugt ist,
wenn ein entsprechendes Zugwerkzeug hierzu an einem fakultativ im
Bereich des freien Endes der Abtriebswelle vorgesehenen Gewinde
angreift.
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In
Weiterbildung des Verfahrens ist mit Vorteil vorgesehen, dass vor
der Axialkraftbeaufschlagung der Abtriebswelle an dieser ein, insbesondere als
Schneckenrad ausgebildetes, Abtriebsrad drehfest festgelegt wird,
wobei es weiter bevorzugt ist, wenn das Abtriebsrad durch die Axialkraftbeaufschlagung
von innen in Richtung gegen die Gehäusewandung gezogen wird und
somit die definierte Axialsicherungsposition sicherstellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnungen.
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Diese
zeigen in:
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1 den
Verfahrensschritt des Einrollierens eines Rollierkragens, und
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2 die
fertiggestellte, axial gesicherte Abtriebswellenanordnung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
ein wesentlicher Verfahrensschritt (Axialkraftbeaufschlagung) zur
Herstellung einer Abtriebswellenanordnung 1, hier für einen
weiter nicht dargestellten, an sich bekannten Scheibenwischerantrieb
in einem Kraftfahrzeug gezeigt.
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Die
Abtriebswellenanordnung 1 umfasst eine im Wesentlichen
zylindrische Abtriebswelle 2, die axial eine in einem Gehäuse 3 eingebrachte
Gehäuseöffnung 4 durchsetzt.
Die Abtriebswelle 2 ist relativ zu dem Gehäuse 3 drehbar über eine
Lagerbuchse 5 gelagert, die mit einem zylindrischen Lagerabschnitt 6 von
außen
in axialer Richtung in die Gehäuseöffnung 4 hineinragt.
Mit einem einstückig
mit dem Lagerabschnitt 6 ausgebildeten, stirnseitigen Umfangsbund 7 stützt sich
die Lagerbuchse 5 axial außen am Gehäuse 3 ab.
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Innerhalb
des Gehäuses 3 ist
die Abtriebswelle 2 drehfest mit einem als Schneckenrad
ausgebildeten Abtriebsrad 8 verbunden, das in an sich bekannter
Weise mit einer nicht dargestellten, von einem Elektromotor angetriebenen
Getriebeschnecke zusammenwirkt.
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Außen auf
dem Umfangsbund 7 der Lagerbuchse 5 liegt eine
ringförmige
Unterlegscheibe 9 aus Metall auf, die ein Widerlager für einen
Rollierkragen bildet, der bei der Darstellung gemäß 1 gerade
mit Hilfe einer Rollierrolle 10 durch Materialverdrängung nach
radial außen
in die Abtriebswelle 2 eingeformt wird.
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Um
eine definierte axiale Sicherungsposition der Abtriebswelle 2 zu
gewährleisten,
wird die Abtriebswelle 2 während des Rolliervorgangs,
bei der die Rollierrolle 10 die Abtriebswelle 2 in
radialer Richtung nach innen mit einer linienförmigen Kraft beaufschlagt,
axial kraftbeaufschlagt, was durch den Pfeil 11 symbolisiert
ist. Hierzu greift eine entsprechende Axialkraftbeaufschlagungseinrichtung
(nicht gezeigt) bevorzugt an einen endseitig an der Abtriebswelle 2 angeordneten
Gewinde 12 an, an dem beispielsweise eine Motorkurbel oder
ein Wischerarm einer Scheibenwischanlage festlegbar ist.
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In 2 ist
die fertiggestellte Abtriebswellenanordnung 1 gezeigt.
Zu erkennen ist, dass die Abtriebswelle 2 in axialer Richtung
gegen ein Hineinfallen in das Gehäuse 3 gesichert ist.
Hierzu liegt ein durch Rollieren an die Abtriebswelle 2 angeformter, umlaufender
Rollierkragen 13 auf der in der Zeichnungsebene oberen
Stirnseite 14 der Unterlegscheiben 9 auf. Diese
stützt
sich wiederum unmittelbar an der in der Zeichnungsebene oberen Stirnseite
des Umfangsbundes 7 der Lagerbuchse 5 ab, welche sich
wiederum an einem von dem Gehäuse 3 bzw.
einer Gehäuseaußenseite
des Gehäuses 3 gebildeten Widerlager
abstützt.
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Um
die Dichtheit der Abtriebswellenanordnung 1 zu garantieren,
ist eine als O-Ringdichtung ausgebildete Ringdichtung 15 vorgesehen,
die sich axial zwischen der Unterlegscheibe 9 und der Lagerbuchse 5 befindet.
Genauer ausgedrückt
ist die Ringdichtung 15 in einer stirnseitig in die Lagerbuchse 5 eingeformten
Ringnut 16 aufgenommen, die in axialer Richtung nach oben
sowie in radialer Richtung nach innen hin zur Abtriebswelle 2 offen
ist. Durch eine aufgrund des Axialsicherungsverfahrens hervorgerufene
Vorspannung der Abtriebswelle 2 wirkt eine Axialkraft auf
die Unterlegscheibe 9, die wiederum für eine definierte Dichtungspressung
der Ringdichtung 15 sorgt, welche sich hierdurch radial
nach innen erstreckt und dichtend an der relativ zur Ringdichtung 15 rotierbaren
Abtriebswelle 2 abstützt,
sodass ein Wassereintritt in einen Bereich radial zwischen der Lagerbuchse 5 und
der Abtriebswelle 2 und damit in axialer Rich tung in das
Gehäuse 3 sicher
vermieden wird. Bei Bedarf kann zusätzlich zwischen dem Umfangsbund 7 der
Lagerbuchse 5 und dem Gehäuse 3 eine weitere
Ringdichtung vorgesehen werden, wobei dies im Falle der Realisierung
eines Presssitzes zwischen Lagerbuchse 5 und Gehäuse 3 in
der Regel nicht notwendig ist.