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Wischarm für Scheibenwischer in Fahrzeugen, insbesondere Kraft-
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fahrzeugen Die Erfindung betrifft einen Wischarm, welcher die Merkmale
des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
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Bei einem aus der DE-OS 23 33 823 bekannten Wischarm dieser Art wird
die Achse, um welche das Wischarmgehäuse gegenüber dem Befestigungsteil und damit
der Wischerwelle schwenkbar angelenkt ist, von zwei zylindrischen Zapfen verkörpert,
die an einem im ~wesentlichen als flaches Rechteckblech ausgebildeten Befestigungsteil
angeformt sind. Die Zapfen greifen in Nuten ein, die in die Innenfläche des Gehäuses
eingelassen sind. Die Zapfen werden durch eine Blattfeder, die sich am oberen Ende
der Wischerwelle und an der Außenfläche des Wischarms abstützt, in den Grund der
Nuten gedrückt. Sobald sich die Lage der Blattfeder während des Wischvorganges aufgrund
unterschiedlicher Scheibenkrümmungen ändert, soll das Gehäuse um die Mantelflächen
der Zapfen schwenken, damit der Anpreßdruck des Scheibenwischers etwa gleich bleibt.
Außerdem kann der Wischarm um die Zapfen so weit verschwenkt werden, daß die gesamte
Scheibenoberfläche von Hand gereinigt werden kann. Neben einer Funktion als Schwenkachse
erfüllen die Zapfen aber außerdem eine Mitnehmerfunktion für das Gehäuse und damit
für den gesamten Wischarm, wenn die Wischerwelle angetrieben wird. Damit sind aber
die relativ kleinen Zapfen sowohl einer hohen Belastung in axialer Richtung als
auch in radialer Richtung ausgesetzt.
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Dabei müssen die Nuten sehr maßgenau geschnitten und maßhaltig sein,
weil sich sonst Montageschwierigkeiten ergeben und/oder die Wischqualität leidet.
Sobald zwischen den Zapfen und dem Gehäuse ein unerwünschtes Spiel vorliegt, ist
ein Bewegen des Scheibenwischers mit der Wischerwelle nur nach einem seitlichen
Versatz des Gehäuses möglich, was zu einem einen Wirkungsverlust bei der Drehmomentübertragung
bedeutet und sich zum anderen in unschönen Schwingungen und Geräuschen des Scheibenwischers
bemerkbar macht. Das Auftreten eines solchen
Spiels ist jedoch sehr
wahrscheinlich, da der Wischarm, gegenüber den Zapfen betrachtet, eine wesentlich
größere Ausdehnung besitzt und deshalb die Zapfen bei seinen Wischbewegungen stark
belastet. Ein solcher Wischarm ist zumindest zum Bewegen großer Wischblätter, wie
sie beispielsweise zum Wischen von Windschutzscheiben nötig sind, nicht geeignet,weil
dort das Wischblatt eine nicht zu vernachlässigende Kraft auf das Befestigungsteil
ausübt.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Wischarm der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der auch in schwierigen Anwendungsfällen
eine jederzeit einwandfreie, spielfreie Drehmomentübertragung gewährleistet und
der sich unterschiedlichen Scheibenkrümmungen anpassen kann, ohne daß komplizierte
Hilfsmittel oder Bearbeitungsschritte notwendig sind.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wischarm gelöst, welcher die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Dabei stellt die Mantelfläche des relativ großen
Zylinders die Schwenkflächen dar, während die Grundflächen des Zylinders die Mitnehmerflächen
einer Kugelgelenkverbindung zwischen Wischarm und Wischerwelle darstellen. Der Zylinder
verkörpert demgemäß sowohl die Anlenkachse als auch das Befestigungsteil ,des Scheibenwischers
an der Wischerwelle. Damit besitzt die Anlenkachse derart große Abmessungen, daß
ihre Spielfreiheit auch bei größeren Scheibenwischern gewährleistet bleibt. Außerdem
ist sie aufgrund ihrer Größe fertigungstechnisch einfacher zu beherrschen. Da die
einzelnen Flächen des Zylinders nur jeweils eine Funktion zu erfüllen haben und
demgemäß nur in einer Richtung belastet werden, ist eine hohe Gebrauchsdauer zu
erwarten.
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Dabei sind sowohl Ausführungsformen möglich, bei denen das Wischarmgehäuse
den Zylinder direkt umfaßt, als auch Ausführungsformen, bei denen das Wischarmgehäuse
mit einer Buchse versehen ist und den Zylinder indirekt umfaßt. Dann ist man bei
der AUs# wahl des Wischarmmaterials nicht mehr so eingeengt und kann auch Materialien
verwenden, die ansonsten wegen ihrer Nichteignung für Gelenkflächen nicht in Betracht
kämen. Durch die
Buchsenlagerung kann dann der ansonsten zu befürchtende
Verschleiß des Wischarmes verhindert und der Lauf des Gelenks verbessert werden.
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Wenn eine Buchse zur Anwendung kommt, darf die Ausdehnung des Zylinders
in Richtung der Achse und in Wischarmlängsrichtung selbstverständlich nur so groß
wie die lichte Ausdehnung der Buchse in diese Richtungen sein.
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Die Buchse kann dabei beispielsweise mit dem Gehäuse verklebt sein.
Es werden jedoch Ausführungsbeispiele bevorzugt, bei denen die Buchse über eine
Rastverbindung in dem Gehäuse festgelegt ist. Dann ist bei einem gegebenenfalls
dennoch auftretenden Verschleiß eine Reparatur durch einfaches Austauschen der Buchse
möglich.
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Weiter wird vorgeschlagen, den Zylinder einstückig mit der Wischerwelle
zu fertigen. Dadurch können die Herstellkosten gesenkt werden und es ist eine einfachere
Montage möglich, weil weniger Teile zu montieren sind. Wenn jedoch die Wischerwelle
bereits fahrzeugseitig vorhanden ist oder eine einstückige Fertigung aus anderen
Gründen nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, die Wischerwelle und den Zylinder
durch eine Preßverbindung aneinander festzulegen. Dann ist es besonders vorteilhaft,
wenn der Zylinder einen abgeflachten Abschnitt aufweist, der den Angriff des Preßwerkzeugs
erleichtert. Bei Verwendung eines Spannelements steht dann außerdem am Zylinder
eine größere Fläche zur Verfügung, die beaufschlagt werden kann, so daß der Zylinder
nicht zu stark belastet wird. Wenn der unmittelbar vom Spannelement zu beaufschlagende
Bereich des abgeflachten Abschnitts aus dem Zylinder herausgeschnitten ist, so daß
das Spannelement nach der Montage in einer Vertiefung liegt, wird gewährleistet,
daß das Spannelement das Gehäuse beim Verschwenken des Wischarms um den Zylinder
nicht behindert. Außerdem ist durch abgeflachte Abschnitte eine geringe Bauhöhe
des Wischarmes erzielbar.
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Damit das Spannelement gegebenenfalls nachgezogen werden kann und
das Gelenk auch ansonsten gut zugänglich ist, wird vorgeschlagen, das Gehäuse in
seinem dem Spannelement nahen Bereich offen zu gestalten und mit einer abijeJuijbaren,
rastbaroii A1)-deckkappe auszustatten, die aus optischen und aerodynamischen Gründen
biindig mit der Oberfläche des Wischarms abschließen sorte.
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Weiter wird vorgeschlagen, den gewünschten Anpreßdruck durch eine
Zugfeder zu erzeugen, die mit ihrem einen Ende am Befestigungsteil und mit ihrem
anderen Ende am Wischarm angelenkt ist, wobei die am Wischarm vorgesehene Anlenkstelle
in einem zur Karosserie hin offenen,ansonsten aber geschlossenen kastenartigen Abschnitt
des Wischarms vorgesehen ist. Dadurch ist die Feder vor Verschmutzung geschützt,
so daß ihre einwandfreie Funktion auch bei schwierigen Anwendungsfällen erhalten
bleibt.
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Dabei ergeben sich wesentliche Vorteile bei der Form- und Farbgestaltung
des Wischarmes sowie hinsichtlich der Teilepreise und der Montagekosten, wenn Kunststoffe
zur Anwendung gelangen.
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Für den Wischarm kommen dabei elastische, aber torsionsfeste Kunststoffe
mit geringer Biegesteifigkeit wie beispielsweise die Polyamide mit Glasfaseranteil
in Betracht, weil dann Anpassung des Wischarms an unterschiedliche Scheibenkrümmungen
bereits werkstoffseiig gewährleistet ist, ohne daß die gewünschte Ratterfestigkeit
des Wischarms leidet. Außerdem kann dann die gegebenenfalls erforderliche Buchse
ohne Schwierigkeiten rastend am Wischarm festgelegt werden.
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Für die Buchse werden verschleißfeste Kunststoffe mit guten Gleiteigenschaften,
wie beispielsweise Polyamide mit Kohlenstoffaseranteil vorgeschlagen. Wenn die Buchse
über einen als Rastvorsprung dienenden Rahmen mit dem Gehäuse verrastet werden soll,
ist dieser während des Wischbetriebes ;relativ großen Kräften ausgesetzt. Deshalb
wird empfohlen, den Rahmen aus einem harten Metall zu fertigen. Das wird auch für
den Zylinder empfohlen.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen
sowie der Zeichnung zu entnehmen. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemäßen Wischarm, Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1 und Fig. 4 eine Ansicht
in Pfeilrichtung IV der Fig. 1.
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.In den Fig. 1, 3 und 4 ist die hintere Hälfte eines langgestreckten
Wischarms dargestellt, der einstückig aus einem elastischen, aber torsionsfesten
Kunststoff mit geringer Biegesteifigkeit gefertigt ist. Das hintere Ende der Wischarmhälfte
besitzt ein Gehäuse 10, das etwa die Form eines im Querschnitt rechteckigen Rohres
hat. Die Gestalt des Gehäuses 10 geht am besten aus den Fig. 1 und 3 hervor. Wie
die Fig. 1 zeigt, sind in die inneren Mantelflächen des Gehäuses 10, Nuten 11 eingelassen,
die Rastaufnahmen für eine Buchse 20 bilden. Die Buchse 20 ist aus einem verschleißfesten
Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften hergestellt und besitzt ebenfalls die Gestalt
eines im Querschnitts rechteckigen Rohres, das jedoch etwa auf der Hälfte seiner
Höhe von einem Rahmen 21 aus einem harten Metall umgeben ist, der als Rastvorsprung
zum Festlegen der Buchse 20 im Gehäuse 10 dient und unter elastischer Spannung in
dessen Nuten 11 sitzt. Dabei ist die Buchse 20 durch ein Spritzgußverfahren gefertigt,
bei dem der Rahmen 21 als Einlage verwendet wurde, so daß die Buchse 20 und der
Rahmen 21 ohne zusätzliche Befestigungsmittel sicher miteinander verbunden sind.
Mit ihrer inneren Mantelfläche führt die Buchse 20 einen Zylinder 30, welcher aus
einem harten Metall besteht.
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Der Zylinder 30 übernimmt dabei sowohl die Funktion einer Gelenkachse,
um die der Wischarm gegenüber einer Wischerwelle 40 verschwenkt werden kann, als
auch die Funktion eines Befestigungsteils, durch das der Wischarm drehfest mit der
Wischerwelle 40 verbunden ist. Die. Wischerwelle 40 wird durch nicht
dargestellte
Antriebsmittel pendelnd angetrieben, die sich unterhalb eines Abdeckblechs 100 befinden,
das Teil der Karosserie eines Kraftfahrzeuges ist. Die Wischerwelle 40 besteht ebenfalls
aus einem harten Metall und ist über den größten Teil ihrer Höhe zylindrisch ausgebildet.
Nur an ihrem von den Antriebsmitteln fernen Ende des aus der Karosserie ragenden
Abschnitts 41 ist sie in einem konischen Teilabschnitt 42 mit einer Rändelung versehen.
An den konischen Teilabschnitt 42 schließt sich ein zylindrischer Teilabschnitt
43 an, der mit einem Gewinde versehen ist. Das Gehäuse 10 und die Buchse 20 sind
niedriger als der Abschnitt 41.
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Der Zylinder 30 besitzt einen Durchmesser D,dessen Größe zwischen
der lichten Höhe h des Gehäuses 10 und der Höhe H des aus der Karosserie ragenden
Abschnitts 41 der Wischerwelle 40 liegt und etwas kleiner als der Innendurchmesser
b der Buchse 20 und damit etwas kleiner als die lichte Ausdehnung des Gehäuses 10
in Wischarmlängsrichtung ist. Er ist an zwei einander diametral gegenüberliegenden
Abschnitten 32 und 33 abgeflacht, so daß er nur geringfügig höher als die Buchse
20 ist und wird von einer abgesetzten Bohrung 31 durchsetzt. Dabei ist der Durchmesser
der Bohrung 31 im Bereich des Abschnittes 32 geringfügig kleiner als der Durchmesser
des gerändelten, konischen Teilabschnitts 42 der Wischerwelle 40 gewählt, während
er ansonsten dem Durchmesser d des zylindrischen-Abschnitts der Wischerwelle 40
entspricht. Der Zylinder 30 ist mit seiner Bohrung 31 so weit auf die Wischerwelle
40 aufgepreßt, daß sich der Teilabschnitt 42 mit seiner Rändelung in den Zylinder
30 eingräbt.
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Auf den mit dem Gewinde versehenen Teilabschnitt 43 der Wischerwelle
40 ist außerdem ein als Sechskantmutter ausgebildetes Spannelement 50 aufgeschraubt,
so daß der Zylinder 30 absolut drehfest mit der Wischerwelle 40 verbunden ist. Da
das Gehäuse 10 an seinem dem Abdeckblech 100 fernen oberen Ende offen und nur durch
eine rastbare Abdeckkappe 66 verschlossen ist, deren exakte Gestalt später näher
erläutert wird, ist die Sechskantmutter 50 gut zugänglich und kann gegebenenfalls
nachgezogen werden. Weil der Abschnitt 32 einen etwas größer als
die
Sechskantmutter 50 ausgebildeten Bereich 34 besitzt, der aus dem Zylinder 30 herausgeschnitten
ist, liegt die Sechskantmutter 50 in einer Vertiefung, so daß die Höhe des gesamten
aus dem Abdeckblech 100 herausragenden Abschnitts 41 plus der Höhe der Sechskantmutter
50 so gering ist, daß, der Wischarm an seinem Gehäuse 10 um den Zylinder 30 und
damit um eine zur Wischerwellenachse senkrecht zur Wischarmlängsrichtung verlaufende
Achse 1 schwenken und sich unterschiedlichen Scheibenkrümmungen anpassen kann, ohne
daß die Sechskantmutter 50 dieser Schwenkbewegung als Hinderni im Weg wäre. Damit
ist auch eine niedrige Bauhöhe des Wischarms gewährleistet.
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Wie die Fig. 1 deutlich zeigt, sind die Schwenkflächen 35 des Gelenkes
wesentlich größer als die Schwenkflächen herkömmlicher Wischarme, so daß eine sichere,
spielfreie Anlenkung des Wischarmes an der Wischerwelle gewährleistet ist, die an
ein Kugelflächengelenk erinnert. Wie, Fig. 2 und 4 zeigen, besitzt der Zylinder
30 außerdem eine Breite B, die- geringfügig größer als der Durchmesser d des. zylindrischen
Abschnitts der Wischerwelle 40 und genau so groß wie die lichte Ausdehnung der Buchse
20 in Richtung der Achse 1 ist.. Er liegt daher mit seinen Grundflächen 36 bündig
an den ungekrümmten Bereichen 22 der inneren Mantelflächen der Buchse 20 an, die'.sich
in Wischarmlängsrichtung erstrecken. Sobald ~nun die Wischerwelle 40 pendelnd angetrieben
wird, nimmt der Zylinder 30 mit seinen Grundflächen 36 die Buchse 20 und damit den
über den Rahmen 31 rastend mit ihr verbundenen Wischarm mit. Somit sind auch die
Mitnehmerflächen groß genug, um eine wirkungsverlustarme Drehmomentübertragung zu
gewährleisten.
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Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen, besitzt das rohrförmige
Gehäuse 10 an seinem hinter der Wischerwelle 40 liegenden Bereich sowohl an seinem
dem Abdeckblech 100 nahen unteren Ende als auch an seinem dem Abdeckblech 100 fernen
oberen Ende und damit an den beiden Grundflächen des Rohres jeweils zwei Krägen
12,13, welche die hinteren Enden der Wischarmlängsseitenflächen bilden. Dabei sind
die unteren Krägen 13 mit der dem Abdeckblech 100 zugewandten Fläche. der Buchse
20 verrastet,
während die oberen Krägen 12 an der dem Abdeckblech
100 fernen Fläche der Buchse 20 lediglich passend anliegen. Die oberen Krägen 12
sind dabei am hinteren oberen Ende 12a abgerundet.
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Damit besitzt das Gehäuse 10 eine nach oben und zum hinteren Wischarmende
offene Gestalt. Damit sich in den Öffnungen und insbesondere im Gelenk kein Schmutz
oder sonstige unerwünschte Dinge festsetzen können, ist auf das Gehäuse 10 eine
Abdeckkappe 60 aus Kunststoff aufgerastet. Wie die Fig. 1 und 2 weiter zeigen, deckt
die Abdeckkappe 60 das Gehäuse 10 von oben und damit an der oberen Grundfläche des
Rohres vollständig ab.
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Außerdem deckt die Abdeckkappe 60 das Gehäuse 10 von hinten her bis
ein Stück über die Krägen 12,13 und damit an einem Teil der äußeren Mantelfläche
ab. Zur Montage wird die Abdeckkappe 60 in Pfeilrichtung 200 (Fig. 1) auf den Wischarm
aufgesteckt. Dabei sind die äußeren Mantelflächen des Gehäuses 10 derart gestaltet,
daß sich allseitig ein flächenbündiger Verlauf von Wischarm und Abdeckkappe ergibt,
was sich sowohl günstig auf das Verhalten des Wischarms gegenüber den Bürsten automatischer
Fahrzeugwaschanlagen als auch auf dessen aerodynamisches Verhalten sowie dessen
Aussehen auswirkt.
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Wie die Fig. 1 und 4 weiter zeigen, ist an das rohrförmige Gehäuse
10 an.seinem vor der Wischerwelle 40 liegenden Abschnitte ein langgestreckter, einseitig
offener, kastenförmiger Wischarm'bereich 15 angeformt, welcher der Einfachheit halber
nachfolgend nur noch als Kasten 15 bezeichnet wird. Der Kasten 15 ist dabei im Querschnitt
etwa U-förmig ausgebildet und besitzt zwei sich in Wischarmlängsrichtung erstreckende
Seitenwangen 16, die durch einen Steg 17 verbunden sind. Der Kasten 15 ist mit seiner
dem Steg 17 gegenüberliegenden, offenen Seite dem Abdeckblech 100 des Kraftfahrzeuges
zugekehrt und nimmt eine Zugfeder 70 auf, die für den nötigen Anpreßdruck des Wischarms
sorgt. Dazu ist in den sich an den Kasten 15 anschließenden, als Vpllteil ausgebildeten
Abschnitt 18 des Wischarmes, der an seinem nicht dargestellten freien Ende mit einem
Wischblatt verbunden ist, von einer in der Verlängerung der einen Seitenwange 19
16 liegenden Fläche her eine Sackbohrung eingelassen, in der ein
Nietbolzen
19a festgelegt ist, der als Anlenkachse der Zugfeder 70 am Wischarm dient. In einem
unterhalb des Bolzens 19a liegenden Bereich ist der Abschnitt 18 mit einer Aussparung
versehen, so daß sich das vom Bolzen 19a durchdrungene Führungsblech 71, an dessen
Hakenende die Zugfeder 70 mit einer aus ihrem ersten Ende gebogenen Einhängeöse
72 eingreift, beim Schwenken des Wischarmes gegenüber dem Zylinder 30 nach oben
und unten bewegen kann. Die Zugfeder 70 greift mit einer aus ihrem zweiten Ende
gebogenen weiteren Einhängeöse 73 an einem Bolzen 80 an, der von zwei sich in Wischarmlängsrichtung
erstreckenden Fortsätzen 37 gehalten wird, welche sich in den freien Raum erstrecken,
der sich aufgrund des unteren abgeflachten Abschnitts 33 zwischen dem Wischarm und
dem Abdeckblech 100 bestehenden Abstands a ergibt.
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Damit ist eine einwandfreie Anpassung des Wischarms an unterschiedliche
Scheibenkrümmungen sowie eine wirkungsverlustfreie Drehmomentübertragung.gewährleistet,
ohne daß viele oder teure, schwierig herzustellende Hilfsmittel oder Bearbeitungsschritte
notwendig wären. Von besonderem Vorteil ist, daß der erfindungsgemäße Wischarm einen
einwandfreien stilistischen Eindruck v#ermittelt, weil weder Befestigungsmittel
noch unschöne Kanten sichtbar sind. Das ist vor allem dem erfindungsgemäßen Zylinder
zu verdanken, ohne den ein einstückiger Wischarm bei dem derzeitigen Stand der Technik
nicht ohne weiteres die erforderlichen Funktionen erfüllen könnte. Deswegen sei
abschließend darauf hingewiesen, daß die im Ausführungsbeispiel sonst noch beschriebenen
Teile nicht unbedingt vorhanden sein müssen und/oder durch andere, die gleiche Funktion
erfüllende Teile ersetzt sein können. Welche das sind, wird sich nach den aktuellen
Erfordernissen richten.