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Die Erfindung betrifft eine Wischeranlagen-Kurbelschwinge und ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Kurbelschwinge für eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels. Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Mechanische Übertragungs-Einrichtungen für Scheibenwischvorrichtungen oder deren Wischeranlagen besitzen eine oder eine Mehrzahl von Kurbelschwingen – so genannte Wischeranlagen-Kurbelschwingen – mit einem jeweils an der betreffenden Kurbelschwinge vorgesehenen Gelenkbolzen, der beispielsweise als ein Kugelbolzen ausgebildet ist, welcher wiederum einen Einfach- oder Doppelkugelbolzen umfassen kann. Ein solcher Kugelbolzen ist aus einem Stahl mit vernickelter Oberfläche hergestellt, wobei die Kugelbolzen durch einen Drehprozess oder durch einen Kaltumformprozess, wie beispielsweise Fließpressen, hergestellt sind. Die Kurbelschwinge selbst weist eine z-förmig gebogene Kurbelplatte auf, die meist aus einem Flachstahl oder einem Blech gefertigt ist. Der in die Kurbelplatte integrierte Gelenkbolzen wird im Stand der Technik in die Kurbelschwinge taumelgenietet. Siehe hierzu auch die 1 und 2 der Zeichnung. Auf dem Gelenkbolzen ist im späteren Einsatz der betreffenden Scheibenwischvorrichtung eine Kugelschale oder eine Kugelpfanne einer Gelenkstange gelenkig aufgenommen.
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Insbesondere problematisch ist hier der einerseits in seiner Herstellung teure Gelenkbolzen, der durch das ebenfalls vergleichsweise kostenintensive Taumelnietverfahren mit der Kurbelplatte fest verbunden wird. Das Taumelnietverfahren ist zwar bewährt und es lassen sich damit mechanische Verbindungen von hoher Güte herstellen, aber ein solches Verfahren erfordert vergleichsweise hohe Investitionen, wobei ferner eine rationelle Herstellung mittels einem entsprechenden Automaten insbesondere in einer Low Cost Location nicht gewährleistet ist. Ähnliches gilt für den Kugelbolzen mit vergüteter Oberfläche. Seine wenigstens zwei-stufige Herstellung – Drehen oder Kaltumformen und Vergüten – ist ebenfalls vergleichsweise kostenintensiv und insbesondere für eine Low Cost Location nicht geeignet.
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Aufgabenstellung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Wischeranlagen-Kurbelschwinge für eine Scheibenwischvorrichtung bzw. eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Eine mechanische Verbindung zwischen der Kurbelschwinge und deren Gelenkbolzen soll dabei einfach aufgebaut sein und bei kleinen Abmessungen robust und kostengünstig eingerichtet werden können. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, einerseits eine Vielzahl von Kugelbolzen gleichzeitig und andererseits durch einen einzigen Prozess herstellen zu können. Darüber hinaus soll der Kugelbolzen dabei mittels einer einfachen mechanischen Verbindung mit einer Kurbel verbunden werden können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Wischeranlagen-Kurbelschwinge und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Kurbelschwinge für eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2; und mittels einer Scheibenwischvorrichtung oder einer Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Wischeranlagen-Kurbelschwinge weist einen Gelenkbolzen und eine Kurbel auf, wobei der Gelenkbolzen gegossen oder spritzgegossen ist und/oder der Gelenkbolzen mittels einer Rast- oder Clipsverbindung mit der Kurbel fest verbunden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Kurbelschwinge mit einem Gelenkbolzen und einer Kurbel, wird der Gelenkbolzen gegossen oder spritzgegossen und/oder der Gelenkbolzen wird mittels einer Rast- oder Clipsverbindung mit der Kurbel fest verbunden. Die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung bzw. die erfindungsgemäße Wischeranlage weist eine erfindungsgemäße Kurbelschwinge oder eine erfindungsgemäß hergestellte Kurbelschwinge auf. Im Folgenden ist statt von einer Wischeranlagen-Kurbelschwinge nur noch von einer Kurbelschwinge die Rede.
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Bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren wird zunächst in einem ggf. vorbereitenden Schritt, die Kurbel bevorzugt aus einem Flachstahl oder einem Blech gefertigt, insbesondere ausgestanzt. In einem zeitlich darauf folgenden Schritt kann der Gelenkbolzen in einer Ausnehmung eines Montageabschnitts der Kurbel verrastet oder verclipst werden. Bevorzugt ist die Ausnehmung des Montageabschnitts der Kurbel eine Durchgangsausnehmung, die insbesondere gestanzt wird bzw. ist. Die Kurbel kann einen geradlinigen oder einen z-förmig gebogenen Querschnitt entlang einer Längsachse der Kurbel aufweisen. Der Gelenkbolzen ist bevorzugt als ein Kugelbolzen ausgebildet, der als ein Einfach- oder ein Doppelkugelbolzen ausgebildet sein kann.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist der Gelenkbolzen einen Montageabschnitt und einen Gelenkabschnitt auf, wobei der Montageabschnitt und der Gelenkabschnitt im Wesentlichem in einer Linie angeordnet sind. Hierbei kann sich an den Montageabschnitt des Gelenkbolzens ein Abstandshalter anschließen, der an dem dem Montageabschnitt abgewandten Ende eine Gelenkvorrichtung des Gelenkbolzens, insbesondere eine Gelenkkugel, also den eigentlichen Kugelbolzen, aufweist. Bevorzugt weist der Montageabschnitt des Gelenkbolzens einen Rast- und/oder Clipshaken derart auf, dass dieser in einem Montagezustand des Gelenkbolzens an/in der Kurbel, an/in in der Kurbel verrastet oder verclipst. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein Rastvorsprung des Rast- und/oder Clipshakens an einer Außenseite des Montageabschnitts der Kurbel, also an der Kurbel selbst, verrastet oder verclipst.
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In Ausführungsformen der Erfindung weist der Gelenkbolzen einen Anschlag und/oder Bund derart auf, dass dieser eine Hineinbewegung des Gelenkbolzens in die Ausnehmung des Montageabschnitts der Kurbel stoppt. Hierbei kann der Anschlag oder Bund bevorzugt als ein am Montageabschnitt des Gelenkbolzens wenigstens teilweise umlaufender Anschlag oder Bund ausgebildet sein, wobei ein Außendurchmesser des Anschlags oder Bunds größer ist, als ein Innendurchmesser der Ausnehmung in der Kurbel für den Montageabschnitt des Gelenkbolzens. Bevorzugt ist der Bund des Gelenkbolzens ein im Wesentlichen um den Gelenkbolzen vollständig umlaufender Tellerbund, der dem Gelenkbolzen in dessen Montagestellung an der Kurbel eine größere Stabilität verleiht.
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Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass im Montagezustand des Gelenkbolzens an/in der Kurbel, eine Längserstreckung des Gelenkbolzens hauptsächlich oder im Wesentlichen senkrecht auf einer Längserstreckung der Kurbel steht. Ferner kann der Gelenkbolzen einstückig, insbesondere stofflich einstückig, oder bevorzugt integral ausgebildet sein, wobei der Gelenkbolzen bevorzugt einen Kunststoff-Werkstoff mit ggf. Additiven aufweist. So ist es z. B. möglich, dem Kunststoff des Gelenkbolzens gleitverbessernde Additive, insbesondere Graphit, beizugeben, oder dem Kunststoff Verstärkungsstoffe, insbesondere Glas- und/oder Kohlefasern, beizumischen. Ferner kann die Gelenkvorrichtung des Gelenkbolzens beschichtet sein. Die Kurbel ist bevorzugt aus einem Metall-Werkstoff, insbesondere einen Leichtmetall-Werkstoff, wie z. B. Aluminium gefertigt.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich eine deutlich einfacher herzustellende Kurbelschwinge, wobei ein signifikanter Kostenvorteil gegenüber herkömmlichen Kurbelschwingen erzielt werden kann. Der signifikante Kostenvorteil ergibt sich dadurch, dass die Gelenkbolzen kostengünstig durch ein Mehrfach-Spritzguss-Werkzeug herstellbar sind, wobei ferner auf eine aufwändige Montage der Gelenkbolzen in den Kurbeln verzichtet werden kann. Gemäß der Erfindung kann ein gedrehter oder kaltumgeformter und vergüteter Gelenkbolzen durch einen Gelenkbolzen aus Kunststoff substituiert werden. Ferner wird gemäß der Erfindung ein Taumelnietverfahren durch ein einfache Verrastung bzw. Verclipsung ersetzt.
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Dadurch dass ein Gelenkbolzen nur durch Stecken mit der Kurbel mechanisch fest verbunden werden kann, ergibt sich eine sehr einfache Montage, die in einer Low Cost Location durchführbar ist. Ferner ermöglicht die Erfindung eine Gewichtsreduktion, da statt vergleichsweise schweren Gelenkbolzen aus Metall, Gelenkbolzen aus Kunststoff verwendet werden können. Darüber hinaus ist die mechanische Verbindung zwischen der eigentlichen Kurbelschwinge und dem betreffenden Gelenkbolzen einfach aufgebaut, wobei kleine Abmessungen realisierbar sind. Des Weiteren ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik größere Freiheiten beim Konstruieren von Gelenkbolzen, da diese spritzgegossen werden und nicht mehr gedreht oder kaltumgeformt werden müssen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 in einer seitlichen Perspektivansicht eine Wischeranlage gemäß dem Stand der Technik für eine Scheibenwischvorrichtung eines Kraftfahrzeugs;
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2 in einer perspektivischen Darstellung eine Wischeranlagen-Kurbelschwinge gemäß dem Stand der Technik für die Wischeranlage aus 1; und
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3 in einer geschnittenen Seitenansicht eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wischeranlagen-Kurbelschwinge für eine erfindungsgemäße Wischeranlage.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine in 1 dargestellte, herkömmliche Wischeranlage 1 für eine Scheibenwischvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs umfasst eine mechanische Übertragungs-Einrichtung mit einer oder einer Mehrzahl von Wischeranlagen-Kurbelschwingen 10, nachfolgend als Kurbelschwingen 10 bezeichnet. Eine Kurbelschwinge 10 dient einer Übertragung einer Rotationsbewegung einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors 50 der Wischeranlage 1 oder einer Schwenkbewegung eines anderen Gestängeteils der Wischeranlage 1 in eine Schwenkbewegung für Wischerblätter (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Scheibenwischvorrichtung. Ein solches anderes Gestängeteil kann z. B. eine Gelenkstange 20 oder eine andere Übertragungsstange der Wischeranlage 1 sein.
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Eine bevorzugt zentrale Wischerkomponente 30 der Wischeranlage 1 ist ein den Gegebenheiten des betreffenden Kraftfahrzeugs entsprechend angepasstes Trägerrohr 30, mittels welchem die anderen Wischerkomponenten 40, 50 wenigstens teilweise gehaltert bzw. an dieses mechanisch angebunden sind. Solche Wischerkomponenten 40, 50 sind beispielsweise eine Lagereinrichtung 40, z. B. ein Wischerlager 40 (rechts und links des Trägerrohrs 30 in 1), sowie der elektrische Antriebsmotor 50. Der elektrische Antriebsmotor 50 ist vorliegend in einem Mittenabschnitt des Trägerrohrs 30 an dieses mittels eines Halters geklemmt. Das Trägerrohr 30 kann viele unterschiedliche Aufgaben für die Scheibenwischvorrichtung erfüllen, oder kann in manchen Ausführungsformen obsolet sein.
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Der ggf. mit einem Getriebe versehene, am Trägerrohr 30 montierte Antriebsmotor 50 treibt in seinem Betrieb eine als Antriebskurbel 10 ausgebildete Kurbelschwinge 10 an, welche über eine Gelenkstange 20 einerseits eine als eine Antriebsschwinge 10 ausgebildete Kurbelschwinge 10 eines Wischerlagers 40 und andererseits eine zweite Gelenkstange 20 antreibt. Die zweite Gelenkstange 20 treibt wiederum eine zweite als Antriebsschwinge 10 ausgebildete Kurbelschwinge 10 eines zweiten Wischerlagers 40 an. Eine Vielzahl anderer möglicher Konfigurationen für Wischeranlagen 1 sind natürlich möglich. Wie eingangs schon erwähnt, sind die im Stand der Technik verbauten Kurbelschwingen 10 (siehe 2) aus einem Blech gestanzt und mit einem gedrehten oder kaltumgeformten und vergüteten Kugelbolzen 200 taumelgenietet. Der Kugelbolzen 200 kann als Einfach- (siehe 3) oder Doppelkugelbolzen (siehe 2) ausgebildet sein.
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Eine in der 3 dargestellte erfindungsgemäße Kurbelschwinge 10 weist eine Kurbel 100 und einen Gelenkbolzen 200 auf, wobei der Gelenkbolzen 200 als ein bevorzugt spritzgegossener Gelenkbolzen 200 und die Kurbel 100 bevorzugt als eine Kurbelplatte 100 ausgebildet sind. Aber auch ein gegossener oder anderweitig hergestellter Gelenkbolzen 200 und/oder eine andere Kurbel 100, z. B. eine stab- oder rohrförmige Kurbel 100 ist gemäß der Erfindung anwendbar. Gemäß der Erfindung ist bzw. wird der Gelenkbolzen 200 mit der Kurbel 100 nicht vernietet, sondern der Gelenkbolzen 200 wird ohne Nieten in die Kurbel 100 eingesteckt und bevorzugt mit dieser verrastet oder verclipst. Die erfindungsgemäße Kurbelschwinge 10 kann dabei beispielsweise als eine Antriebskurbel 10, eine Abtriebskurbel 10 oder eine Antriebsschwinge 10 der Wischeranlage 1 ausgebildet sein.
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Die Kurbel 100 weist bevorzugt an einem Längsendabschnitt einen Montageabschnitt 110 für den Gelenkbolzen 200 (siehe 3) und an einem diesen gegenüber liegenden Längsendabschnitt einen Montageabschnitt 120 (vgl. 2) für die Abtriebswelle des Antriebsmotors 50 auf. Innerhalb des Montageabschnitts 110 für den Gelenkbolzen 200 weist die Kurbel 100 eine Ausnehmung 112, insbesondere eine gestanzte Durchgangsausnehmung 112 für eine Befestigung des Gelenkbolzens 200 auf. Die Ausnehmung 112 ist dabei bevorzugt eine zylindrische Ausnehmung 112; es können jedoch beliebige Querschnitte angewendet werden, wobei ein nicht kreisrunder Querschnitt eine Verdrehsicherung des Gelenkbolzens 200 mit der Kurbel 100 realisiert. Hierfür sind ovale, elliptische, polygonale, rechteckige oder quadratische Querschnitte der Ausnehmung 112 und eines entsprechend komplementär geformten Abschnitts des Gelenkbolzens 200 bevorzugt.
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Der Gelenkbolzen 200 ist bevorzugt als ein Kugelbolzen 200 ausgebildet und weist einen Montageabschnitt 210 zur Montage des Gelenkbolzens 200 an/in der Kurbel 100 und einen Gelenkabschnitt 220 auf, welcher zusammen mit einer Gelenkeinrichtung z. B. einer Gelenkstange 10 (siehe 1) ein Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk der Wischeranlage 1 bildet. Der Gelenkabschnitt 220 weist eine Gelenkvorrichtung 222 auf, die insbesondere als eine Gelenkkugel 222 ausgebildet ist. Die Gelenkvorrichtung 222 geht über einen Abstandshalter 224 oder einen Übergangsabschnitt 224 in den Montageabschnitt 210 des Gelenkbolzens 200 über. Ein Mittelpunkt der Gelenkvorrichtung 222 besitzt einen Querversatz bezüglich einer Längserstreckung des Montageabschnitts 110 bzw. der Kurbel 100. Hierbei kann auch ein Versatz in Richtung der Längserstreckung vorgesehen sein (in der Zeichnung nicht dargestellt).
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Der Montageabschnitt 210 des Gelenkbolzens 200 weist einen oder eine Mehrzahl von Rast- 212 und/oder Clipshaken 212 auf. In einem Montagezustand des Gelenkbolzens 200 an/in der Kurbel 100 erstrecken sich die Rast- 212 bzw. Clipshaken 212 innerhalb der Ausnehmung 112 und treten an einer der Gelenkvorrichtung 222 gegenüber liegenden Seite am Montageabschnitt 110 der Kurbel 100 hervor und verrasten an deren Außenseite. Hierfür weist der betreffende Rast- 212 bzw. Clipshaken 212 einen Rastvorsprung 213 auf. Der oder die Rastvorsprünge 213 des Montageabschnitts 210 des Gelenkbolzens 200 klemmen zusammen mit einem Anschlag 214, einem Vorsprung 214 und/oder einem Bund 230 des Gelenkbolzens 200 den Montageabschnitt 110 bzw. die Kurbel 100 zwischen sich ein. Der Anschlag 214, der Vorsprung 214 und/oder der Bund 230 sind dabei die zu den Rastvorsprüngen 213 korrespondierenden Rasteinrichtungen des Gelenkbolzens 200.
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Gemäß der Erfindung kann der Bund 230 als ein am Gelenkbolzen 200 vollständig umlaufender Tellerbund 230 ausgebildet sein, was dem Gelenkbolzen 200 in seiner Montagestellung an/in der Kurbel 100 eine größere Stabilität verleiht. Eine Anzahl und Größe der Rast- 212 und/oder Clipshaken 212 bzw. der Rastvorsprünge 213 kann je nach einer zu erwartenden mechanischen Belastung variieren. Um bessere Gleiteigenschaften des Gelenkbolzens 200 zu erreichen, kann dieser beschichtet sein, und/oder ein Kunststoff, aus dem der Gelenkbolzen 200 gegossen ist, kann gleitverbessernde Additive aufweisen. Ferner können diesem Kunststoff zur Erhöhung einer mechanischen Belastbarkeit des Gelenkbolzens 200 zusätzlich oder alternativ Verstärkungsstoffe, wie beispielsweise Glas- und/ oder Kohlefasern, beigemengt sein.
